可送检的样品类型与对应检测项目
| 样品类型 | 典型应用场景 | 主要检测项目 | 常用方法 / 参考 |
|---|---|---|---|
| 大肠杆菌工程菌发酵液 | 合成生物学菌种构建、代谢途径改造效果评价、补料分批发酵工艺优化 | 葡萄糖比消耗速率、中心碳代谢通量分布（糖酵解/三羧酸循环/磷酸戊糖途径）、13C同位素体丰度、副产物比生成速率、碳平衡闭合率 | GB 4789.38-2025菌株定量；13C标记底物脉冲培养联合GC-MS/LC-MS同位素体分析与代谢通量建模 |
| 大肠杆菌冻干菌粉与工作菌种 | 菌剂批间一致性评价、传代稳定性监测、种子批质量复核 | 菌落形成单位计数、碳源利用谱、β-半乳糖苷酶与β-葡萄糖醛酸苷酶活性 | GB 4789.38-2025计数；HJ 1001-2018酶底物法显色底物判定 |
| 重组蛋白表达宿主菌 | 高密度发酵碳流监测、诱导表达过程碳源分配评估 | 补料碳流分配比例、比生长速率与碳源转化得率、尾气CO2释放速率与呼吸商 | 在线尾气分析联合离线液相有机酸定量 |
| 微生态制剂与发酵饲料用菌株 | 益生菌型大肠杆菌发酵性能评估、产品一致性核查 | 碳源代谢谱、乳酸/乙酸/琥珀酸分布、pH与活菌计数 | NY/T 2839-2015分离鉴定；离子色谱与液相有机酸定量 |
| 环境分离株纯培养物 | 生活饮用水与压舱水微生物指标核查、化妆品检验确认 | 大肠埃希氏菌确认计数、粪大肠菌群、酶底物显色反应判定 | GB/T 28229-2011、HJ 1001-2018、SN/T 5706-2023 |
| 培养基与13C标记碳源底物 | 发酵培养基质控、示踪底物纯度与标记丰度验收 | 碳源纯度与标记丰度（13C6-葡萄糖典型要求≥99 atom%）、本底有机酸、含糖量 | 液相定量联合同位素比值质谱核验 |
检测项目
1. 葡萄糖比消耗速率：典型范围0.1～5 mmol/(gDCW·h)，表征单位菌体干重的碳摄取强度
2. 中心碳代谢通量分布：糖酵解途径、三羧酸循环、磷酸戊糖途径分支通量占比合计100%，拟合置信区间一般控制在±10%以内
3. 13C同位素体丰度：M+1至M+6同位素体分布测定，标记底物丰度典型要求≥99 atom% 13C，同位素体自然丰度校正后拟合残差≤0.5
4. 碳平衡闭合率：85%～115%，覆盖菌体碳、CO2、代谢副产物与胞外残留碳源四部分碳量核算
5. 碳代谢酶活：β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖醛酸苷酶活性显色判定，检出限以酶底物法显色阈值为准
6. 副产物通量与得率：乙酸、乳酸、琥珀酸、乙醇比生成速率0.01～2 mmol/(gDCW·h)，碳源-产物质量得率以g/g计
检测范围
1. 模式菌株与工程菌：大肠杆菌K-12 MG1655、BL21(DE3)、DH5α等实验室菌株
2. 代谢工程改造菌：琥珀酸、乳酸、L-丙氨酸、1,3-丙二醇等目标产物合成菌株
3. 重组蛋白表达菌：高密度补料发酵用BL21、Rosetta等表达宿主
4. 微生态与饲用菌剂：冻干菌粉、发酵饲料与水质调节剂用芽孢伴生菌株等
5. 环境与水质分离株：饮用水、压舱水、化妆品基质分离的大肠埃希氏菌纯培养物
检测方法
1. GB 4789.38-2025 食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠埃希氏菌计数（2025-03-16发布，替代2012版，第一法适用于较低含量、第二法适用于较高含量）
2. GB 4789.6-2016 食品安全国家标准 食品微生物学检验 致泻大肠埃希氏菌检验（生化鉴定与血清学分型，用于菌株本底确认）
3. HJ 1001-2018 水质 总大肠菌群、粪大肠菌群和大肠埃希氏菌的测定 酶底物法（β-半乳糖苷酶与β-葡萄糖醛酸苷酶显色底物碳代谢酶活判定）
4. NY/T 2839-2015 致仔猪黄痢大肠杆菌分离鉴定技术（动物源菌株分离培养与鉴定流程参考）
5. GB/T 28229-2011 入出境船舶压舱水中致泻大肠埃希氏菌的检验方法（水样基质菌株检验）
6. SN/T 5760.1-2024 进出口化妆品中病原菌检测方法 微滴式数字PCR法 第1部分：大肠埃希氏菌（靶基因分子确认）
7. 13C标记底物培养联合GC-MS/LC-MS同位素体分析与代谢通量建模（13C-MFA，辅以JY/T 0578-2020核磁波谱测试通则开展13C-NMR同位素体佐证；该技术暂无专项国家标准，实验室按公认方法学规程执行）
检测设备
1. 气相色谱-质谱联用仪(GC-MS，如Agilent 8890-5977B)：SIM模式同位素体丰度测定，质量范围10～1000 amu
2. 液相色谱-高分辨质谱联用仪(LC-HRMS，如Thermo Q Exactive Focus)：分辨率≥70000 FWHM，质量精度优于3 ppm
3. 同位素比值质谱仪(IRMS，如Elementar Isoprime precisION)：δ13C测定精度≤0.1‰
4. 核磁共振波谱仪(如Bruker Avance III HD 600 MHz)：13C谱同位素体佐证分析，氘锁场稳定
5. 全自动微生物鉴定与计数系统(如VITEK 2 Compact)：47种碳源代谢谱鉴定，可同步输出计数结果
6. 酶标仪(如Thermo Multiskan GO)：波长范围200～1000 nm，酶底物法显色孔板读取
7. 微滴式数字PCR系统(如Bio-Rad QX200)：靶基因绝对定量，动态范围5个数量级
8. 实验室发酵罐(如Sartorius BIOSTAT B，容积1～30 L)：溶氧0～100%可调，温度控制精度±0.1℃
9. 台式恒温摇床与尾气分析仪：转速20～400 rpm，O2/CO2尾气浓度在线监测用于呼吸商测算
10. 生物安全柜(II级A2型)与-86℃超低温冰箱：菌株操作、传代与保藏