ATP生物荧光法

ATP生物荧光法（精选3篇）

ATP生物荧光法 第1篇

早在20世纪50年代末, 美国太空总署就已经利用萤火虫荧光素酶建立了快速超微量ATP检测技术, 60年代末曾对地球土壤样本的ATP进行了检测, 并分别在日后探测月球、火星是否存在生命中得到应用。基于虫光素酶的ATP检测商业应用则始于80年代后期。最初, 是通过养殖萤火虫幼虫获得虫光素酶, 随着基因工程技术的发展和应用, 科学家从萤火虫细胞中取出编码萤火虫酶的基因, 并将其引入细菌细胞。这样, 通过生物发酵在短短的十几个小时内就可以得到大量的虫光素酶。2003年沈阳中科靓马引入由中科院发育所金振华教授发明的“含荧光素酶基因的新型菌株及虫光素酶的生产”专利项目, 经过几年的产业化探索, 终于在2005年后开始批量生产拥有自主知识产权的虫光素酶、虫荧光素制剂, 并于2007年完成相关检测产品的配套, 实现了食品样品的细菌总数快速检测。

基于虫光素酶的ATP荧光检测原理

虫光素酶只有在ATP存在时才会催化虫荧光素发生反应, 并产生荧光。因此, 如果在虫光素酶、虫荧光素过量的情况下, 萤光强弱将只取决于反应系统中ATP的数量。以样品中细菌检测为例, 细胞数越多, ATP数量也越多, 发出的荧光就越强。也就是说, 在特定条件下, 荧光值与ATP的数量是呈线性相关的;而且, 荧光值很容易通过光度计准确计量。所以, 在排除样品中非细菌ATP干扰的情况下, 只要得到相对荧光值和细菌细胞数的关系曲线, 然后根据纯ATP的相对荧光值与细胞数的标准曲线, 就能快速确定样品中细菌的细胞数。

ATP快检系统的组成部件及其作用

目前, 依据萤火虫发光原理并用于生物量、酶和代谢产物检测的应用系统已经有很多种。尽管各类检测系统的应用目的、操作方法、样品来源各不相同, 但在组成上都包括以下几个部分。

1. 试剂系统

试剂系统包括促使荧光反应发生所需的所有反应试剂和ATP有效提取试剂。具体包括体细胞裂解试剂组、细菌细胞裂解试剂组和荧光反应试剂组。体细胞裂解试剂组可以专一有效地裂解样品中的非细菌细胞 (体细胞) 并释放出ATP, 然后通过过滤比色杯底部的滤膜将其排除。细菌细胞裂解试剂组主要作用是, 有效地裂解细菌细胞并释放出ATP以便检测。同时, 为了避免ATP降解而影响检测结果的真实性, 细菌细胞裂解试剂应能使ATP降解的酶迅速失活。荧光反应试剂组则包括能与样品中细菌ATP相互作用并发出荧光的虫萤光素和虫光素酶。

2. 取样器及样品预处理装置

该部分包括可以定量取得不同物理状态待检样品的取样器, 用于加压排出体细胞ATP的加压器、供反应用的带膜比色杯, 杯架以及用于样品浓缩的专用浓缩器等。

3. 微量光度计

微量光度计, 即微量荧光检测仪器。按具体需要, 光度计除了用于计量、显示荧光值的屏幕外, 还具备与个人电脑或自动打印机联用的外接口, 以便记录、储存有关数据资料以供产品质量或卫生监控趋势分析。

ATP快速检测技术的优势

一般来说, 要实现快速检测有赖于待检样品在反应过程能够产生易于检测的声、光、磁等信号。ATP荧光快速检测就是由于产生了容易检测的荧光而实现的。在卫生监测方面, 它具有常规检测无法比拟的优势。实践和文献资料都表明, 用快检系统检测到的荧光值, 即总ATP值 (指来自细菌和事物残渣两部分的ATP) 作为卫生监测指标, 无论是“时效性”或实际效果都大大优于通过目测或细菌平皿计数的效果。因此, 有观点认为, 可以用ATP的总量作为判断卫生状况是否良好的一个标准。

1. 快速、准确

常规平皿计数法检测细菌总数, 是让细菌在LB培养基上培养成肉眼可见的细菌菌落。由于样品稀释不均等原因, 一个菌落往往由两个或多个细菌细胞构成, 而且LB培养基只适合需氧或半需氧细菌的生长。因此, 只能得到此类细菌的数量。采用ATP荧光快检法可检测到所有细菌、真菌和藻类, 且1-5分钟即可得到实时检测结果, 操作简单, 时间短。平皿计数法则需要1-5天, 所得结果难以反映实际卫生状况。

2. 样品量少

由于虫光素酶对ATP的反应非常灵敏, 通过发光反应能够检测低于0.1皮克分子 (10-12mol) ATP, 因此, 可用于低细菌含量样品的检测。例如经过0.45um膜过滤除菌后的啤酒细菌含量很低, 不是常规方法所能检测出的, 而通过ATP荧光法的浓缩处理可以检出。

ATP快速检测技术的应用

“ATP荧光法细菌总数

快速检测系统”在全程监测中的应用

自20世纪90年代至今, 根据萤火虫发光原理研发成功并投放市场的产品已有多种, 如中科靓马开发的“ATP荧光法细菌总数快速检测系统”可用于食品、饮料、乳品加工生产的全程监测:在生产加工前, 可用于生产设施清洁、消毒效果的检测, 原辅料细菌总数的检测;在加工生产过程中, 可用于生产设备关键控制点 (例如供水、通风阀门) 的卫生学监测, 影响乳品发酵饮料、酒类特殊微生物总数的检测;在加工生产后, 可用于成品污染细菌总数的检测。另外也可用于环保、水政、海关检疫等执法部门对各种样品中微生物 (细菌总数) 的快速检测。

ATP快检在HACCP中的应用

通过对食品生产线或周边卫生环境的研究发现, 如果用平皿计数法得到的生产线上某点的细菌总数很少或无菌, 而通过ATP荧光检测法得到的ATP值很高, 那么该检测点在之后容易大量滋生微生物。经过分析后认为, 通过ATP荧光检测得到的ATP总值来自残渣和微生物两部分。并且多数情况下, 来自微生物的比例较小。因此, 可以通过ATP荧光检测的ATP值判断检测点是否会被重新污染, 而不必通过依据细菌细胞ATP值折算的细菌菌落总数来判断, 但是关键是要确定不同生产线不同检测点的ATP临界值。

据此, 发达国家已经将ATP荧光法检测用于HACCP中, 对食品原料及经过清洁、消毒后的食品原料接触表面是否达到卫生标准做出评估;然后对容易引起微生物污染的关键部位实施重点监控。例如, 通过ATP快速检测, 可以判断已经达到卫生标准的部位或表面, 在常规消毒后到新一轮生产的间歇时间, 是否存在污染的可能性;进而制订出既符合本单位情况, 又符合卫生要求的ATP数值范围。

掌上ATP快速检测仪的应用

目前, 掌上ATP快速检测仪已经应用于生活的方方面面, 在食品方面的应用主要是对饭店、列车上的餐具进行卫生状况的检测。我国铁道部决定, 在2008年奥运会之前, 将在列车上采用沈阳中科靓马生物工程有限公司掌上快速检测仪代替之前采用间接检测氯离子的方法对餐具进行卫生检测。

生物必修1atp教案 第2篇

同学们在运动会的时候，很多运动员都提前喝葡萄糖吃巧克力。这是为什么啊？

答：给运动员补充能量对吧

我们回忆下已经学习了哪些有关能量的物质？ 生命系统的主要能源物质是？葡萄糖 生命系统的主要储能物质是？脂肪

我们的运动员在运动前吃了巧克力，葡萄糖。那么是不是运动中就以葡萄糖的形式功能呢？相信同学们都比较感兴趣。今天我们就来研究这个问题。

虽然糖类和脂肪等有机物都能储存化学能。但是直接提供能量的物质却是ATP

那么ATP是怎样的物质？化学组成又是怎样呢？首先请大家仔细阅读教材。并思考下列问题

一、ATP的全名是？

二、计算

30个A

65个P

25个—

能构成多少个ATP?

三、ATP的水解实质是什么？

ATP全称：三磷酸腺苷 由一分子腺苷 一分子核酸 三分子磷酸构成 ATP的结构简式：A—P—P—P那么 A（腺苷）

—（化学键）

—（高能林酸键）P（磷酸基团）分别代表什么？

根据ATP的结构简式形成一分子ATP需要几个腺苷，几个磷酸基团几个高能磷酸键？{1、3、2} 那么前面的计算题能构成多少个ATP？

没错就是12个。问题就出在这个高能磷酸键上。形成一个ATP需要2个高能磷酸键。

之所以叫它高能磷酸键是因为它储存了大量的能量，因此这个键很活跃，很容易断裂

第三个问题是不是就解决了呀？是 ATP水解的实质就是高能磷酸键的水解

这里给同学们补充一点：水解时释放20.92kj/mol的磷酸化合物为高能磷酸化合物

问：那么ATP水解时高能磷酸键释放多少能量呢？他是不是高能磷酸化合物？

答：30.54 是高能磷酸化合物

引导：由于远离A的那个高能磷酸键最不稳定，因此ATP水解时断的是远离A的那个高能磷酸键。当然在这个高能磷酸键断裂后，这个高能磷酸键也可断裂。但是在生物体内一般只断裂第二个。

ATP水解后脱去的磷酸基团形成游离的Pi（磷酸）剩下的A-P-P中文名叫 二磷酸腺苷

问：前面我们学过细胞内的所有化学反应几乎都需要什么？ 答：酶

因此我们可以写出ATP水解的化学方程式 ATP---------ADP+Pi+能量

科学家经过测定体内的人体ATP含量很少，成年人在静止状态消耗的ATP的量远远多于体内的含量。那么就可想除了ATP 的水解还有ATP的合成

合成方程式：ADP+Pi+能量-------ATP 这样我们就可解释为ATP含量少但是合成快所以ATP可以源源不断的供应着。

请同学们看到图5-5我们一起表述一下ATP和ADP的相互转化过程：

ATP的第二个高能磷酸键在酶的作用下水解断裂ATP转化成为ADP能量随之释放出来用于各项生命活动。同样在提供酶和能量的条件下也容易加上第三个磷酸。使ADP转化成为ATP。这两个转化过程中都需要酶的参与。活细胞内这个过程永无止境的循环。并且快速进行着。

这里提出个问题这个转换中的能量是哪里来的？ 动物来自呼吸作用。植物来自光合作用和呼吸作用。

在正常细胞中ATP和ADP的转化不断进行，时时刻刻发生着循环。那么刚才的这两个方程式可逆吗？ 不可逆

一、ATP水解时释放能量，能量最后散失了。而ATP的合成的能量储存于高能磷酸键中

二、我们可以看到一个是分解反应，一个是合成反应。因此所用的酶肯定也不同。

三、不过两个反应中的物质是相同的。分解反应的原料是合成反应的产物。

ATP生物荧光法 第3篇

记者:在食品行业中, ATP荧光检测有哪些应用?

彭志刚:ATP荧光检测可用于检测食品生产环境的洁净度, 以帮助企业达到质量管理体系的要求。无论在“食品企业卫生规范”还是HACCP管理体系中, 食品生产环境的清洁度都是非常重要的内容, 生产环境中的主要污染物质为食物残渣和滋生的微生物。与传统平板培养检测方法相比, ATP生物发光法具有快速、简便的检测食品生产环境清洁度的优点, 能做到现场监测、主动控制, 可以帮助质量控制人员在现场对生产过程中的偏差进行及时纠正, 最大程度的提高生产质量、降低污染发生的风险;此外, 对清洁度、消毒效果的快速判断还可以有效控制消毒剂的用量, 减少损耗和浪费;待发现不合格的环节后, 可进一步做平板培养检测, 以确认检测结果。

ATP荧光检测还可用于检测产品和原料中的微生物, 目前已应用于乳制品行业, 对如UHT奶、冰激凌、豆奶等产品进行微生物的快速检测。同时, 相关研究单位还开发了针对含糖饮料中霉菌和酵母菌进行快速检测的ATP系统, 以及应用于肉类食品中细菌污染的快速检测系统。结果表明, 该方法对于清除体细胞等干扰因素后的鲜、熟肉类食品, 均可实现快速检测, 是一项值得广泛推广应用的新技术。

记者:ATP荧光检测技术的出现会使传统方法逐渐淡出人们的视线吗?

彭志刚:现有的ATP荧光检测法并不是传统微生物检测方法的取代者, 而是其良好的补充和辅助手段。ATP荧光检测技术具有灵敏度高、检测速度快、操作简便等特点, 但也会受到非微生物ATP、检测环境温度、pH、色素、操作误差等诸多因素的影响;同时, 不同种类微生物中ATP含量各有差异, 所以通过ATP生物荧光检测所推算出的微生物总数会存在一定误差;此外, ATP荧光检测的重现性也有待提高。目前已有研究将ATP荧光检测与薄膜过滤法、探针技术、免疫磁分离技术结合应用, 以进一步提高检测的准确性和灵敏度。

记者:美全代理的Hygiena公司的便携式SystemSURE系列ATP荧光仪有什么特点?

彭志刚:Hygiena SystemSURE系列 (II型、Plus型) ATP荧光仪是一款手持、便携式、用于表面洁净度快速检测的ATP荧光检测系统, 目前已广泛应用于国内外多个食品工业领域的清洁度、消毒效果的检测。仪器精确性好、操作简便, 并有完善的处理、分析软件。配套检测耗材为专利设计的一体化拭子, 采用液态稳定荧光素酶, 保质期长达一年, 无须冷冻, 室温下可长时间 (4周) 保存。

Hygiena SystemSURE系列ATP荧光仪以其成熟的技术、优良的性价比被可口可乐、卡夫、吉百利等众多知名食品生产企业所采用, 另有多家五星级酒店将其用于厨房环境及餐具消毒效果检测。此外, Hygiena SystemSURE系列ATP荧光仪还装备于各级卫生监督机构, 用于包括2008北京奥运会在内的众多大型活动的食品卫生快速检测和监管。

记者:除此以外, 美全还代理哪些产品?

彭志刚:上海美全生物科技有限公司目前代理的产品包含美国MPC公司、Hygiena公司旗下全线卫生快速检测产品, 包括Hygiena SystemSURE IITM/PlusTM ATP荧光仪、Pi-102TM高灵敏度多功能荧光仪, 配套检测试剂UltrasnapTM、AquasnapTM、SnapshotTM等。

除荧光检测仪外, 我们还供应各类环境检测拭子及Q-SWABTM运送系列培养基。特别要指出的是, 这些环境检测拭子无需配套仪器, 可单独使用。例如, Pro-cleanTM蛋白残留检测拭子只需10分钟即可提供清洁后表面蛋白残留状况;SpotcheckTM (葡萄糖、乳糖) 检测拭子可在1分钟检测出表面葡萄糖、乳糖残留成分, 非常适合于糕点、面包等加工企业。

在研发方面, 我们将会推出新的微生物快速检测技术, 以丰富产品链, 并满足市场需求, 包括对食品中致病菌和过敏原的快速检测。我们很乐于通过《食品安全导刊》与读者共同分享和探讨我们所取得的进展。