2019年，川源與嘉(jia)興同濟環(huan)境研(yan)(yan)究院(yuan)成立(li)了微生物技術研(yan)(yan)發中心，致力于藍綠藻毒素(su)及種群豐富度實時快速監測手(shou)段的研(yan)(yan)發。

藍(lan)藻(zao)又稱藍(lan)綠藻(zao)、藍(lan)細菌，是(shi)最(zui)原始、最(zui)古老的藻(zao)類(lei)植物(wu)之一。由于藍(lan)藻(zao)對高(gao)溫、低(di)光強和(he)紫外線均(jun)有適應(ying)性，同時可以過量攝(she)取(qu)無機(ji)碳和(he)營(ying)養(yang)物(wu)質，受氮、磷(lin)等(deng)元素污(wu)染后易大面積爆發引(yin)起(qi)水體富營(ying)養(yang)化。

藍藻能產生(sheng)各種天然毒(du)(du)(du)(du)素，主要(yao)是環肽、生(sheng)物堿和脂多(duo)糖內(nei)毒(du)(du)(du)(du)素，致毒(du)(du)(du)(du)類型包括肝(gan)毒(du)(du)(du)(du)性，神經毒(du)(du)(du)(du)性，細胞毒(du)(du)(du)(du)性，遺傳毒(du)(du)(du)(du)性，皮炎毒(du)(du)(du)(du)性等。

實驗(yan)室采用(yong)酶(mei)聯免(mian)疫吸附測定（ELISA）和(he)熒光定量聚(ju)合酶(mei)鏈式反應（qPCR）分別對樣品(pin)中所含目標毒(du)素及物種豐富度進(jin)行(xing)檢測。

為了(le)獲取更直接的數據，公司改(gai)裝了(le)一臺(tai)可直接進入(ru)現(xian)場實(shi)時檢(jian)測的“移動(dong)式(shi)監測車”，“移動(dong)式(shi)監測車”還原(yuan)了(le)實(shi)驗(yan)室的基本布局(ju)，裝有qpcr潔凈(jing)操作臺(tai)、存(cun)儲(chu)冰箱、耐酸堿實(shi)驗(yan)桌(zhuo)面、防火地板(ban)、水槽(cao)及(ji)回收水水槽(cao)等(deng)。實(shi)驗(yan)桌(zhuo)上(shang)裝有可調節大小的固定條用(yong)于固定ELISA酶標儀(yi)和(he)qCPR儀(yi)等(deng)設備。

“移動(dong)式監(jian)測車”可(ke)實現：

?更(geng)及時地在采樣完成后對樣品進行預處理以及檢(jian)測，使檢(jian)測數據(ju)更(geng)具時效(xiao)性。

?避免了長(chang)途(tu)采樣(yang)時(shi)，樣(yang)品儲存長(chang)時(shi)間對(dui)檢(jian)測(ce)結果的影(ying)響。

?減(jian)少(shao)運(yun)送(song)時間(jian)、減(jian)少(shao)外(wai)部微生物影響及水樣中微生物降(jiang)解的狀況。

?提供更直接、更準確的環境檢測報告。

藍綠藻實時(shi)快速監測(ce)的重要意義

1. 對(dui)水(shui)體中(zhong)藍(lan)(lan)綠藻(zao)生長及毒性(xing)情況(kuang)進行(xing)實(shi)時(shi)快速(su)(su)高效的(de)監測并實(shi)現(xian)對(dui)藍(lan)(lan)綠藻(zao)水(shui)華爆發的(de)快速(su)(su)預(yu)警。

2. 預(yu)測各水體(ti)潛在的藍綠藻水華(hua)爆發程度(du)及毒(du)性程度(du)，為有關部門(men)實施藍綠藻水華(hua)爆發的監測和預(yu)防提供(gong)具體(ti)的信息和方向。

3. 對飲用水、娛樂用水等進行準確快速的(de)監(jian)測，杜絕微生(sheng)物及(ji)毒(du)素(su)帶來(lai)的(de)危(wei)害，確保用水安全。

4. 推動ELISA和qPCR技術(shu)在環(huan)境(jing)監測(ce)方面的運用，一定程度上彌補傳統監測(ce)手段的不足。

延伸閱讀：藍綠藻實時快速監測方法

?酶(mei)聯免疫吸(xi)附測定（ELISA）

ELISA方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理是酶分子與(yu)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)或(huo)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)分子共(gong)價結(jie)合，此(ci)種(zhong)(zhong)結(jie)合不會改變抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)免(mian)疫(yi)學特性(xing)(xing)，也(ye)不影響酶的(de)(de)(de)(de)生物學活性(xing)(xing)。此(ci)種(zhong)(zhong)酶標記抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)可與(yu)吸附(fu)在固相載體(ti)(ti)(ti)上(shang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)原(yuan)或(huo)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)發(fa)生特異(yi)(yi)性(xing)(xing)結(jie)合。滴加底(di)(di)物溶液后，底(di)(di)物可在酶作用下使(shi)其所(suo)含的(de)(de)(de)(de)供(gong)氫體(ti)(ti)(ti)由無(wu)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)還原(yuan)型變成有(you)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)氧化型，出現顏(yan)(yan)色(se)(se)反(fan)應。因此(ci)，可通(tong)過(guo)底(di)(di)物的(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)反(fan)應來(lai)判(pan)定(ding)有(you)無(wu)相應的(de)(de)(de)(de)免(mian)疫(yi)反(fan)應，顏(yan)(yan)色(se)(se)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)深淺與(yu)標本(ben)中相應抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)或(huo)抗(kang)(kang)原(yuan)的(de)(de)(de)(de)量呈正(zheng)比。此(ci)種(zhong)(zhong)顯(xian)色(se)(se)反(fan)應可通(tong)過(guo)ELISA檢測儀進行定(ding)量測定(ding)，這樣就將酶化學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)(xing)和抗(kang)(kang)原(yuan)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)特異(yi)(yi)性(xing)(xing)結(jie)合起來(lai)，使(shi)ELISA方(fang)(fang)法成為一種(zhong)(zhong)既特異(yi)(yi)又敏感的(de)(de)(de)(de)檢測方(fang)(fang)法。

川源(yuan)-同(tong)濟微生物技術研發中心運用上述(shu)ELISA方(fang)法(fa)，針對藍藻(zao)爆發水體中常見的三種(zhong)藻(zao)毒(du)(du)(du)素：微囊藻(zao)毒(du)(du)(du)素、擬柱孢藻(zao)毒(du)(du)(du)素和蛤蚌毒(du)(du)(du)素開(kai)發了合(he)理(li)高效快速的檢(jian)測(ce)(ce)方(fang)法(fa)及流程，能夠在(zai)1至2小時內完成對待測(ce)(ce)樣品(pin)中毒(du)(du)(du)素濃度的檢(jian)測(ce)(ce)。

?熒光定(ding)量聚合酶鏈(lian)式反(fan)應（qPCR）-Taq-Man探(tan)針法

實時熒(ying)光定量PCR （Quantitative Real-time PCR）是一種(zhong)在(zai)DNA擴增反應中(zhong)，以(yi)熒(ying)光化學物(wu)質測(ce)(ce)(ce)每次(ci)聚合酶鏈式反應（PCR）循環后產物(wu)總量的方(fang)法(fa)(fa)。通過(guo)內參或者外參法(fa)(fa)對待測(ce)(ce)(ce)樣品(pin)中(zhong)的特(te)定DNA序列進(jin)行定量分析的方(fang)法(fa)(fa)。qPCR是在(zai)PCR擴增過(guo)程中(zhong)，通過(guo)熒(ying)光信(xin)號，對PCR進(jin)程進(jin)行實時檢測(ce)(ce)(ce)。由于在(zai)PCR擴增的指數(shu)(shu)時期(qi)，模板的Ct值和該模板的起始(shi)拷貝數(shu)(shu)存在(zai)線性(xing)關系，所以(yi)成(cheng)為(wei)定量的依據。

實(shi)時熒光(guang)(guang)定量PCR分為：SYBRGreen法和TaqMan探(tan)針(zhen)法兩(liang)類(lei)。本(ben)實(shi)驗室(shi)運(yun)用TaqMan探(tan)針(zhen)法，目前所有的(de)探(tan)針(zhen)法qPCR的(de)理論基礎都是利用了熒光(guang)(guang)共(gong)振能量轉移(yi)現象，探(tan)針(zhen)上存(cun)在一(yi)對能產(chan)生熒光(guang)(guang)共(gong)振能量轉移(yi)的(de)基團，利用PCR反應中的(de)一(yi)些過程（酶(mei)切，雜交等），使兩(liang)個基團的(de)距離產(chan)生變(bian)化(hua)，使系(xi)統中的(de)熒光(guang)(guang)強度或(huo)者熒光(guang)(guang)種類(lei)發生變(bian)化(hua)，這種變(bian)化(hua)又與PCR產(chan)物(wu)的(de)種類(lei)和量有直接關系(xi)，通(tong)過檢測這種變(bian)化(hua)，我們就可(ke)以檢測出PCR反應體(ti)系(xi)中產(chan)物(wu)的(de)種類(lei)和量。

本實驗(yan)室所用的(de)(de)(de)Taq-Man探(tan)(tan)針(zhen)法是(shi)最(zui)經典的(de)(de)(de)探(tan)(tan)針(zhen)方法，設計一(yi)條與擴(kuo)增產物能(neng)互補(bu)雜交(jiao)的(de)(de)(de)探(tan)(tan)針(zhen)，在(zai)(zai)探(tan)(tan)針(zhen)的(de)(de)(de)5’端標(biao)記熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)（供體），在(zai)(zai)探(tan)(tan)針(zhen)3’端標(biao)記淬(cui)滅基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)（受體），當探(tan)(tan)針(zhen)完(wan)整時，熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)和(he)淬(cui)滅基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)距(ju)離很近（探(tan)(tan)針(zhen)長(chang)度）因熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)共(gong)振(zhen)能(neng)量轉移，熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)在(zai)(zai)入(ru)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)激(ji)發(fa)下(xia)(xia)不發(fa)出(chu)熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)。PCR反(fan)應進行時，探(tan)(tan)針(zhen)雜交(jiao)在(zai)(zai)擴(kuo)增產物上，當引物介導的(de)(de)(de)延(yan)伸反(fan)應到達(da)探(tan)(tan)針(zhen)位置時，因taq酶(mei)擁有5’-3’的(de)(de)(de)外切酶(mei)活性(xing)(xing)(xing)，會從5‘端切割（水解）探(tan)(tan)針(zhen)，從而使(shi)5’端的(de)(de)(de)熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)和(he)3’端的(de)(de)(de)淬(cui)滅基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)分離，使(shi)它們的(de)(de)(de)間距(ju)超過10nm，超出(chu)熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)共(gong)振(zhen)能(neng)量轉移的(de)(de)(de)范圍，熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)此時在(zai)(zai)合(he)適入(ru)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)作用下(xia)(xia)，就(jiu)能(neng)發(fa)出(chu)自(zi)身(shen)波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)。探(tan)(tan)針(zhen)雜交(jiao)是(shi)特(te)異性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)，所以熒(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)種類和(he)量能(neng)特(te)異性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)代表目標(biao)產物的(de)(de)(de)種類和(he)量。

川源-同(tong)濟微生物技術研(yan)發中(zhong)心采用針對(dui)產毒(du)(du)微囊藻(zao)特有的毒(du)(du)素(su)合(he)成酶基(ji)因中(zhong)的mcyB基(ji)因設計的引物，并運用Taq-Man探針法對(dui)樣品中(zhong)mcyB基(ji)因進行定量分析。此方(fang)法能夠在(zai)1小時內(nei)完成對(dui)待測樣品中(zhong)產毒(du)(du)微囊藻(zao)含(han)量的檢(jian)測。