实验室的仪器设备是指用于教学、科研、技术开发试验而设置的仪器设备。通常人们习惯将通用于测试的仪器设备称作仪器,而将较大型的用于制作和生产性质的仪器设备称为设备。随着科学技术的不断发展,现代的仪器设备既有制作、生产的功能,又具有测试功能,也就是说,由于测试、制作和生产分不开,使得与其相关的仪器和设备也难以划分和界定。因此,人们便将仪器和设备通称为仪器设备。
开展食品微生物检测工作,离不开实验室的仪器设备。具有适合于食品微生物检测功能且状态良好的仪器设备,是获得高质量实验室检测结果的要求之一。食品微生物检测实验室的仪器设备主要包括有以下几类。
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保证检测用无菌环境的仪器设备
生物安全柜和超净工作台是用于实验室的主要隔离设备。生物安全柜可有效防止有害悬浮微粒的扩散,为操作者、样品以及环境提供相对无菌的安全保护;超净工作台是基于层流设计原理,通过高效过滤器以获得在操作台的上部空间形成局部无菌、洁净的区域。与生物安全柜相比,超净工作台具有结构简单、成本低廉、运用广泛的特点。
生物安全柜是为操作原代培养物、菌毒株及诊断性标本等具有感染性的实验材料时,用来保护操作者本人、实验室环境以及实验材料,使其避免暴露于上述操作过程中可能产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的。因此,GB19489-2008《实验室生物安全通用要求》中明确要求,生物安全二级实验室应在实验室内配备生物安全柜。
生物安全柜常使用一次性接种环或电热式接种环灭菌器。电热式接种环灭菌器配有硼硅酸玻璃或陶瓷保护罩,可减少接种环灭菌时感染性物质的飞溅和散布,但电热式接种环灭菌器会扰乱气流,因此,应置于生物安全柜中靠近工作表面后缘的地方。
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保证检测用实验用品与用具无菌（灭菌）的仪器设备
在食品微生物实验室中,用于灭菌的设备通常为高压蒸汽灭菌器或用于干热灭菌的干燥箱。
高压蒸汽灭菌器是应用最广、效果最好的灭菌器,广泛用于培养基、生理盐水、废弃培养物等物品的灭菌。其种类有手提式、立式、卧式等,目前大部分高压蒸汽灭菌器具有自动过程控制。干燥箱主要用于金属、玻璃器皿的干热灭菌。而离子辐射和环己烷灭菌设备由于具有较大的毒性,通常只用于对热敏感物质的灭菌。
接种环的灭菌通常使用酒精灯,但红外线加热灭菌器或灭菌喷灯等设备由于具有使用安全的特点,为接种环的灭菌带来了更多的便利,无疑将是酒精灯的替代品。
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满足微生物恒温生长培养的仪器设备
微生物培养的设备为培养箱、摇床和水浴锅等。其中培养箱是微生物培养的主要设备,可分为恒温培养箱、恒温恒湿培养箱、低温培养箱、高温培养箱、微需氧培养箱和厌氧培养箱
等。根据使用需要,实验室可以设定不同温度专用培养箱,例如37℃、30℃、25℃等。
摇床可提供一定的培养温度和培养转速,主要用于好氧菌的增菌培养。水浴锅是培养设备的补充,但需要注意水浴锅内水的液面要高于培养瓶或培养试管中增菌液的液面。
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样品处理的仪器设备
样品处理的仪器设备可分为样品保存用和制备用仪器设备。
样品保存用设备主要为冰箱和冰柜。温度范围为2℃~8℃的冷藏箱,可用于微生物样品的解冻,解冻时间不超过18h;如果样品无法及时处理,可将样品放于-20℃的冰柜中保存。
样品制备用设备包括天平、均质器、振荡器、磁力搅拌器等。其中均质器可分为拍击式均质器和旋片式均质器。水质检测采用滤膜法时可用到抽滤系统和膜过滤系统。此外,移液器、玻璃吸管等都是样品处理时所使用的设备。
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标准物质、血清、试剂等保存用仪器设备
标准物质、血清、试剂等保存用仪器设备主要为冰箱和冰柜。冰箱冷藏温度2℃~8℃,可保存培养基、血清、菌种、某些试剂、药品等;冰柜冷冻温度一般在-20℃以下,可用于菌种、某些试剂的保存。此外,超低温冰箱的温度可以达到一70℃以下,亦可用于菌种的保存。
标准物质可采用冷冻干燥的方式进行保存,其中冻干机是常用于标准菌株、标准物质以及标准品冻干保存的设备。真空冷冻干燥法保藏菌种和标准物质克服了简单保藏方法的不足,有利于菌种、标准物质保藏,使微生物始终处于低温、干燥和缺氧的条件,因而是迄今为止最有效的菌种保藏法之一。
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目标微生物筛选和鉴定用的仪器设备
20世纪70年代以来,化学分析检测自动化的发展使得开发自动化微生物鉴定系统成为可能,自动化微生物鉴定系统开始出现并逐渐被广泛应用到食品微生物检测方面。食品微生物实验室检测的微生物主要属于肠道菌、非发酵菌、厌氧菌、芽孢杆菌和真菌等。各种自动微生物鉴定系统多是针对它们开发的不同的数据库。
微生物筛选用仪器设备主要包括VIDAS筛选仪、PCR仪、荧光PCR仪等。微生物鉴定用仪器设备主要包括:VITEK自动鉴定和药敏系统、Phoenix自动微生物系统、Biolog系统、
Msm系统,Sire光系统、ATB鉴定系统、PASCO系统、Sherlock微生物鉴定系统、BAX系统和RiboPrinter徽生物鉴定系统等。
随着新技术的不断应用,一些新的仪器设备包括基因芯片仪、焦磷酸测序仪、生物传感器、变性高效液相色谱和飞行时间质谱仪等,也在微生物鉴定中得到了应用。
各种鉴定系统的数据库覆盖范围差异较大,自产品开发成功以来都经历过数次更新,发展水平很不一致。此外,微生物的分类也是不断变化的。随着研究的不断深入、新技术的不断应用和新分类手段的不断出现,细菌种类的增加非常迅速,如原先的某种菌被并入另一种已知菌或者菌种名称发生改变,那么鉴定系统的生产商就必须跟上并做出相应的调整。当然这并不是说产品数据库更新得越快越好,如果不根据增加的新种类改进已有的生化鉴定项目,那么单纯性增加数据库中的分类条目并不能提高鉴定系统的准确度。由于改进生化项目同时增加数据库条目的成本非常高。所以生产商在产品更新和成本之间做出的权衡都很慎重。鉴于上述这些情况,用户们很难在这些产品之间进行精确的比较并作出优劣的评判,食品微生物实验室只能根据自己实验室检测微生物项目的情况选择适宜的鉴定用仪器
设备。
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其他常用的仪器设备
1.显微镜:主要有普通光学显微镜、荧光显微镜、相差显微镜等。一般在观察细菌、酵母菌、霉菌和放线菌等较大微生物的形态和运动性时,可应用普通光学显微镜,最常用的放大倍数为1000倍~1500倍。荧光显微镜主要用于观察带有荧光物质的微小物体或经荧光染料染色后的微小物体。相差显微镜主要用于观察活的微生物细胞结构,如鞭毛运动等。
2.天平:常用天平有托盘天平和电子天平。托盘天平往往是在对称量要求不严格的情况下使用。而电子天平则对称量要求相对精确,常用于培养基的称量和样品制备时的称量。由于电子天平的广泛应用,目前托盘天平的使用已逐渐减少.
3.温度计:主要用于温控设备的温度测量和校准。
4.pH计:主要用于培养基和诊断试剂酸碱度的测量。
5.纯水器:主要用于试验用水的制备。
6.菌落计数器:主要用于细菌菌落的计数。