ATP生物荧光法在食品微生物检验上的应用
ATP生物发光技术在微生物检测中的应用
优点。对该 方法的历史发展 、 检测原理、 目标物提取 方法 、 用领域和最新研 究成果等做 重点介 绍， 应 并对 Ａ Ｐ生物发 Ｔ
光 法 的 应 用现 状 和 发展 方 向进 行 总 结 和展 望 。
通信作者 ： 尹建军（９６ ）男 ， 工程师 ， 从事食 品质量安 １６一 ， 高级 长期
全技术研发管理工作 。
专 题 论述
尹子波 等 ： Ｔ Ａ Ｐ生物发光技术在微 生物检 测中的应 用
，
２ ９ ＝＝ ２ ＝一
酸 （ Ｐ） Ｐ ｉ。该复合体被分子氧氧 化 ， 形成激发态 会很快被胞 内酶所 降解 ，不会对 活体微 生物的测 Ｔ 定产生影 响 。Ａ Ｐ这些特点 ， Ａ Ｐ生 物发光法成 为 Ｔ 使 Ｔ
较好 的活体微生物 的检测方法 。
１ 检测步 骤 － ３
然而， 提取剂 中的表面活性 剂或多或少都会 干扰
荧光 素一 荧光素酶系统 ， 造成微生 物 Ａ Ｐ检测值 的降 Ｔ 低 ，从 而 降 低 灵 敏 度 。 Ｌ ｎ ｉ． ｒｅ和 Ａ ｓｎ Ｊｈ ｕ ｄｎ Ａ ｎ ｎｏ ．ｏ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＡＴ ｉｌｍｉｅｃ ｎ ｅ ｕ ｉ ｒ ｌｃ ｅａｅ ｍｍｕ ｏ ｇ ｅｉ ｓ ｐ ｒｔ ｎ （ＭＳ） ｉｆｎ ｔ ｎ ｌ Ｐ ｂｏｕ ｎ ｓ ｅ ｃ ；ｌｃｆ ｉ ｕ ｉ ｒｓ ；ｉ ｅ ｎ－ ｆ ｎ ｍａｎ ｔ ｅ ａａｉ ｃ ｏ Ｉ ；ｂｏｕ ｃｉ ａ ｏ
Ｇ ｏｇｔ研究采用惰性 中和剂与 Ａ Ｐ提取剂相结合 的 ｅｒ ｅｑ Ｔ
Ａ Ｐ生物发 光法检测 微生物 的一般步骤 ： Ｔ 预先 制 作 样 品微生 物含量与 Ａ Ｐ 物发光值标准 曲线 ， 后 Ｔ生 然
ATP生物发光原理及应用研究
ATP生物发光原理及应用研究ATP生物发光是一种快速的微生物检测方法,具有灵敏、快速、简便、稳定等优点,本文就其原理、特点及在食品卫生、医药中的应用进行了综述。
[Abstract] As a fast detecting method of microorganism, ATP bioluminescence has the advantages of sensitivity, high-speed, convenience and stability and so on. The article summarizes its principles, characteristics and application to food hygiene and medicine.[Key words] ATP; Application; Bioluminescent theory生物发光(bioluminescence)在希腊语中表示活着的意思,在拉丁语中表示发光、发亮。
目前生物发光,应用最广最主要的是荧光素-荧光素酶反应发出的荧光,荧光素酶存在于萤火虫、水母和一些细菌中,它是生物体内产生的一种生物反应蛋白质[1]。
三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,简称ATP)是高能磷酸化合物。
ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸,其结构式见图1。
图1 三磷酸腺苷的结构式Fig.1 Adenosine triphosphateATP存在于所有的有机体中,极易被储存和利用,是活细胞新陈代谢能量的源泉,在化学反应中,主要是通过释放磷酸基团从而达到释放能量的目的。
1 ATP生物发光工作原理1963年McElroy[2]最先用荧光素酶-ATP检测法,其化学反应的结果是把化学能转化为光能。
1983年Moyer等提出细胞内源性的ATP含量可以反应活细胞的数量和活性。
其化学反应如下:ATP+D-Luciferin+O2→Oxyluciferin+AMP+PPi+O2+Light当细胞受损或死亡时,其ATP值迅速下降或消失,基于这一原理,检测细胞内的ATP含量,即可反应其细胞的存活状况,ATP浓度与活细胞数密切相关,ATP生物发光检测步骤包括:取样、样品ATP的提取、添加荧光素-荧光素酶、测定生物发光值、计算出ATP的浓度和活菌数量。
生物学发光检测法(ATP)解析
权威机构研究了1000个以上的样品，这种只需十几秒就能完
成检测的快速检测法所得实验结果90%以上与24-48小时标 准细菌培养法/平皿法所得结果一致 使细菌检查的工作量大幅度减轻，实现卫生监控的简捷化、 效率化，但只能用于细菌的定量分析，定性分析可用常规方 法进行培养检测。 应用于HACCP的关键环节监测，方便有效。
[INSERT AND DETECT]
将检测管放入ATP荧光检 测仪中，盖上盖子，倒 计 时开始并检测。
ATP检测反应原理
D-虫荧光素 荧光素酶 O2+Mg2+
氧化荧光素 PPi+AMP
AT P
荧 光 光 度 计 测 量
光（RLU ）
植物 微生物
细胞 数量
现场ATP检测的意义
ATP检测技术实验结果准确可靠，值得信赖。美国多个专业
当时，除个别省级卫生监督单位装备，主要在一些外资、
合资企业用于自检 2002年我国卫生部颁发了食品加工企业的HACCP实施 指南，鼓励食品加工企业引入ATP检测技术 2005年3月卫生部新出台《卫生监督机构建设指导意 见》，要求省、市、地配置
什么是ATP
ATP——三磷酸腺苷 【adenosine triphosphate， C10H16N5P3O13】存在于所有 生物体中，在细胞内主要作用 是提供能量 通过检测ATP ，可以间接地 证明生物体的存在
生物学发光检测法（ATP）
• 原理：ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利 用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺 苷（ATP）。由于所有生物活细胞中含有恒量的 ATP，细菌细胞裂解时会释放出ATP，ATP自细 菌细胞释放出来后，使用荧光虫素和荧光虫素酶 可使之释放出能量，这些能量产生莹光，光的强 度就代表ATP的量。ATP含量可以清晰地表明样 品中微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫 生状况
ATP生物荧光检测技术在特定快速微生物检测中的新应用
ATP生物荧光检测技术在特定快速微生物检测中的新应用作者：海净纳来源：《食品安全导刊》2012年第11期Micro-Snap是一项采用改良ATP生物荧光反应的快速检测系统，能够用来检测不同种类样本中的特定细菌。
这种新的生物荧光拭子（MicroSnap）通过配套使用一种新的低成本高灵敏光度计（Hygiena公司Ensure多功能监控系统），可检测出各种类型样品中的低水平特定细菌，最长7小时就能得到结果。
这项具有诸多优势的实用技术首批推出的是大肠菌群、肠杆菌和大肠杆菌检测拭子。
该技术后续将会用于更多其他指示菌和病原菌的快速检测。
一、背景ATP生物荧光技术在不同行业的成功应用已有30年历史。
它作为一种非特异性生物量监控系统已经成功用于各类食品、化妆品和医药品行业，而其中应用最广泛的就是卫生检测。
ATP生物荧光法的最主要应用就是通过对非特异性有机残留物的测定来对清洁和卫生状况做出快速、直接和客观的评价。
ATP检测在医疗卫生机构中感染的控制方面的应用新近得到了英国健康保护署（Health Protection Agency）的推荐。
它也被执法和稽查审计人员作为一种干预工具来评价卫生状况和查明问题所在区域。
二、技术Micro-Snap技术将新的试剂配方和ATP生物荧光反应与特异性酶底物偶联在一起，从而在保留高灵敏度的同时，第一次将ATP检测用于特定细菌测定。
特定细菌所具有的酶（如β-半乳糖苷酶和β-葡糖醛酸酶）在催化这些底物的过程中发出光子，这些光子能被一种新的高灵敏手持式光度计（Ensure多功能监控系统）检测到。
Micro-Snap检测拭子独特的配方和包装使得其操作简便易用，既可以在实验室使用，也可以在偏远地区或现场使用。
Micro-Snap拭子反应过程：ATP+特异性底物+荧光素酶—特异性诊断酶→光三、性能与传统方法相比，Micro-Snap生物荧光检测技术具有高特异性和灵敏度（见表1）。
样本中细菌数量越高检测时间越短，低数量的细菌（1～5个菌）检测时间也只需7小时左右（见表2）。
食品微生物快速检测常用方法-ATP生物发光法测菌落总数.
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目录页
一
ATP生物发光法检测原理
二
ATP生物发光法检测过程
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食品营养与检光法检测原理
一
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ATP存在于包括微生物在内的一切活细胞内，ATP生 物发光法是利用ATP与荧光素酶系统接触时的发光现象 建立起来一种检测方法。 各生长期的微生物均有较恒定水平的ATP含量，微生 物死亡后，ATP将很快被分解掉。因此，提取细菌的 ATP，利用生物发光法测出ATP含量后，即可推算出样 品中的含菌量，ATP浓度与活细胞数密切相关。
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谢 谢
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ATP 生 物 发 光 法 测 菌 落 总 数
操作步骤 指示菌ATP的提取：TCA法和加热煮沸法 ATP的检测： 先用标准ATP试剂作一条标准曲线。测 量得到样品的相对发光值。 测定样品发光值,与标准曲线对比，得到 样品中的ATP含量, ATP含量可以转化为微生 物的浓度。
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试剂
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过渡页
ATP生物发光法检测过程
一
1.设备和试剂
2.操作步骤
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ATP 生 物 发 光 法 测 菌 落 总 数
• 设备和试剂 ATP荧光仪：包括样品过滤膜、ATP一生物荧 光反应器、荧光增强及数据处理系统。 试剂：荧光素-荧光酶试剂 、ATP提取液 、标 准ATP试剂
atp荧光检测仪原理及应用
atp荧光检测仪原理及应用
ATP荧光检测仪是一种基于生物技术的检测设备，用于快速检测水、食品、环境等样品中的微生物污染水平。
ATP是细胞内能量转移和转化的关键分子，因此可以通过测量ATP的含量来确定样品中微生物的数量。
ATP荧光检测仪的工作原理是将样品中的ATP与荧光素结合形成荧光素-ATP复合物，然后测量该复合物的荧光强度，从而推算出ATP的含量。
ATP荧光检测仪广泛应用于食品加工厂、医院、水处理厂、饮料厂等各个领域。
在食品加工厂中，ATP荧光检测仪可以用于检测食品加工过程中的细菌污染，及时发现并消除污染源。
在医院中，ATP荧光检测仪常用于检测医疗器械和手术室的清洁情况，确保消毒工作的有效性。
在水处理厂中，ATP荧光检测仪可以用于检测水中微生物的污染水平，指导加药和消毒。
除了ATP荧光检测仪，还有其他生物技术检测设备，如PCR检测仪、生物芯片等。
这些检测设备的出现，极大地提高了生物技术的应用效率和准确度，有助于保障人类健康和生产安全。
- 1 -。
ATP生物发光技术在食品中的研究
竺 三 三 ！ 竺 些 至 錾Ｎ Ａ Ｄ ＋ ＋Ｆ Ｍ Ｎ Ｈ
ＦＭ Ｎ Ｈ： 十 ０ 士 ＲＣＨＯ ｍ Ｗ￣ ｔ ｔ ｌ １
． ． ＦＭ Ｎ ＋
ＲＣ ｏ ｏＨ＋ 疆 Ｏ＋ 光 （ ＾ 一４ ９ ０ ｉ ｒ ｍ）
目前 ， 已知细 菌 荧 光素 酶 是 分 子量 为 ７ ７ ＫＤａ不均 一的二聚体酶，它 由分子量分别 为４ ０和 ３ ７ ＫＤａ的 ａ和 １ ３ 两个亚单位组成 ，Ⅱ 和 Ｂ亚单位是 由Ｌ ｕ ｘ 操 纵子中相邻近 的 Ｌ ｕ ｘ Ａ 和 Ｌ ｕ ｘ Ｂ基 因编码－ ２ 】 Ｉ现 已能将 Ｌ ｕ ｘ Ａ Ｂ 基因 提取重 组到大肠 埃希 氏菌等 菌体 内，使 这些 菌具有表达细菌荧光素酶的能力 。
国） ｉ Ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ １ ２ ５ ０ 型（ 瑞典 Ｌ ＫＢ 厂 ） ； Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｎ － Ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ 、ＴＤ ４ ０ ０ ０发光光度 计（ 日本）
等。
２生 物发光技术在 食品上的研究
２． １在农药 残留检 测中的应用 有机 磷农药 包括杀虫 剂、杀菌剂和 除草 剂 。由于有机磷农药具有药效高 、 品种多、 防 治 对 象 多等 优 点 ，在 我 国 农 业 生 产 中 曾 大 量使 用 。 但 有 机 磷 农 药 中 的大 多数 品种 属 于 高毒性， 长期 大量使用 不但会对环境造成严 重影响， 且 人 们 在 食 用 高残 留 的水 果 蔬 菜 时 会 发生急性 中毒或慢性 中毒，危害 食用者的 身体健康 。对此 ，袁 东星等口 ］ 探讨 了采用发光 细菌对 甲胺磷 、水胺硫 磷、氧化乐 果、敌敌 畏、辛硫磷 、 甲基异柳 磷等六种常用 有机磷 农药 的检测 通过发光细菌对蔬菜中 以上六 种有机磷农药 响应情况 的分析表 明， 随着试 样中有机磷农 药浓度 的增加，发光 细菌的发 光强度 降低 ，发光 强度与农药浓度呈负相关 。 发光细菌检 测法的最小检 出浓度 为 ３ ｍｇ ／ Ｌ。 尽管发光强度 与农药浓 度没有严格 的线形关 系， 但 已经足 以满足现场快速检测 中的半定 量要求。该方法的优 点是 快速 、简便 、灵敏 、 价廉 ，适用 于现场 ，是 检测蔬菜 中有机磷农 药残留的一种 快速有效 、价廉 的方 法，且稍 加 改 进 后 便 可 应 用 于 蔬 菜 以 外 的农 产 品 如 水 果 、稻 米 中 的毒 物 检 测 。 ２ ． ２利用发 光细菌对 重金属进 行毒性检
生物学发光检测法(ATP)
目
CONTENCT
录
• 引言 • ATP发光检测法的基本原理 • ATP发光检测法在生物学研究中的
应用 • ATP发光检测法的实验方法与技术 • ATP发光检测法的数据分析与解读 • ATP发光检测法的发展趋势与挑战
01
引言
目的和背景
研究目的
通过生物学发光检测法（ATP）快速、准确地检测和评估生物样本中 的活性细胞数量及其代谢状态。
ATP纯化
通过离心、过滤或层析等方法 去除提取液中的杂质和干扰物 质，以获得纯净的ATP溶液。
ATP定量
利用标准曲线法或比色法等方 法对提取的ATP进行定量，以 确定其浓度。
发光反应条件优化与信号检测
发光反应条件
优化反应体系中各组分的浓度和比例， 如荧光素、荧光素酶和ATP等，以获 得最佳的发光效果。
• 高通量筛选
适用于高通量药物筛选和细胞毒性评价，提高研究效率。
• 临床应用
可用于评估肿瘤细胞对药物的敏感性、预测疾病预后等， 为个性化医疗提供依据。
• 环境监测
可用于检测水体、土壤等环境中的微生物活性，评估环境 质量及生态毒性。
02
ATP发光检测法的基本原理
ATP与生物发光的关系
ATP（腺苷三磷酸）是生物体内能量传递的重要分子， 广泛存在于所有活细胞中。
生物发光现象与ATP水平密切相关，ATP浓度越高， 发光强度越大。
通过测量生物体内的发光强度，可以间接反映ATP含 量，从而评估细胞的活性、微生物污染程度等。
ATP发光检测法的反应机制
ATP与荧光素酶（Luciferase） 反应，生成氧化荧光素 （Oxyluciferin）并释放能量。
释放的能量激发荧光素 （Luciferin），使其从基态跃 迁到激发态。