实验动物作为生命科学研究的 “活试剂”，其病原微生物携带情况直接关系到科研数据的可靠性、实验结果的可重复性，更与实验室生物安全防控成效密切相关。长期以来，我校实验动物中心的病原微生物检测依赖第三方机构，存在检测周期长、结果反馈滞后、检测费用高昂等问题。近日，在学校仪器设备开放共享基金专项支持下，实验动物中心教研部经过前期筹备与建设，成功建成实验动物病原微生物分子检测共享支撑平台，彻底扭转了对外依赖的被动局面，标志着学校实验动物质量管控体系与科研技术支撑能力实现跨越式提升，为生命科学研究的高质量发展注入强劲动力。
破解技术瓶颈，搭建标准化检测硬件底座
随着 2022 年新版实验动物国家标准的实施，SPF 级大、小鼠的病原微生物检测要求显著提高，但传统检测技术存在耗时长、成本高、准确性不足等局限。为破解这一行业共性难题，实验动物中心精准规划，以“标准化、高效化、实用化”为原则，科学配置设备与耗材，构建了覆盖分子检测全流程的硬件支撑体系。
平台现已完成核心仪器的安装与调试，包括实时荧光定量PCR仪、PCR仪、高速冷冻离心机、琼脂糖凝胶电泳系统等关键仪器，实现了从样本前处理、核酸提取纯化，到扩增检测与结果分析的完整技术链。同时，平台配套引入了核酸提取试剂盒、逆转录试剂盒、qPCR 反应混合物等全套试剂耗材，所有耗材均通过严格的性能验证，确保与仪器设备高度适配。该硬件体系彻底改变了以往 “分环节外包、多流程等待” 的被动检测困境，实现了 “样本进、结果出” 的一站式自主检测，为检测工作的标准化与规范化提供了坚实的硬件保障（图 1）。
图1 微生物分子检测实验室相关仪器设备
构建数据支撑体系，夯实精准检测基础
精准检测的核心在于完善的数据支撑，只有建立全面、准确的病原微生物信息数据库，才能实现检测结果的科学可靠。平台建设团队严格对标新版国家标准，组建专项技术小组，针对 28 种必须排除的病原微生物（涵盖细菌、病毒、支原体等多个类别），系统开展数据构建与验证工作。通过 NCBI GenBank 数据库检索获取细菌 16S rDNA 序列、病毒核酸保守区域等核心信息，运用专业工具设计特异引物，并结合文献确认检测部位、生物学性质等关键参数。
为强化检测结果的准确性与可追溯性，团队同步推进阳性对照体系建设，采取 “自主合成 + 定向采购” 双轨策略。目前已完成包括鼠肝炎病毒、仙台病毒等 17 种高频检测病原微生物的检测序列质粒合成，通过基因克隆技术构建阳性标准品，实现关键对照的自主可控；另针对肺炎支原体、肺炎克雷伯菌等 7 种细菌及 2 种病毒（如呼肠孤病毒 Ⅲ 型），通过与专业试剂厂商合作定向采购基因组标准品，进一步完善对照体系。这套 “基础序列数据 + 特异性引物 + 阳性标准品” 的三重保障体系，为精准检测奠定了坚实技术基础（图 2）。
图2 病原微生物阳性质粒及核酸标准品
技术验证成效显著，检测精准性达质控标准
以典型病原菌为研究对象的实验显示，自主设计的引物通过序列比对与 PCR 凝胶电泳验证，具有良好特异性（图 3 A和3B）；实时荧光定量 PCR 检测灵敏度可达 5 拷贝 / 微升（图 3 C），远超传统方法。
线性回归分析结果显示，检测标准曲线相关系数 R²=0.9957，扩增效率达 99.1%（图 3D），完全符合 qPCR 定量分析质控要求，可精准实现未知样本起始模板浓度计算，为检测结果的科学性提供了有力佐证。
图3 引物的特异性及qPCR 检测灵敏度
团队进一步梳理出提升检测质量的关键控制点：包括取材时需精准选取肝、肺及肠道内容物等样本；核酸提取阶段要强化DNA与RNA的分离纯化；注重RNA反转录为cDNA的过程控制；确保模板稀释与上机定量检测的精准性，为标准化检测流程提供了操作规范。并通过优化 qPCR 反应体系、采用肝肺组织 DNA 混合检测等技术手段，实现检测成本的有效控制。
图4 病原微生物分子检测流程
服务多维拓展，赋能科研与管理升级
目前，平台已建立 “对内质控 + 对外服务” 的双轨运行机制。对内通过对检疫期动物、供应商样品、哨兵鼠等开展常态化检测，全面筑牢学校实验动物质量安全屏障；对外则为医学院动物房搬迁抽检、外单位委托检测等提供专业技术服务。
2025 年以来，平台已完成小鼠检疫 57 批次 150 余只、大鼠检疫 2 批次 2 只，精准检出沙门氏菌、鼠棒状杆菌等多种病原菌感染。检测结果揭示了非规范饲养环境的感染风险，为学校推进实验动物房标准化迁移提供了关键数据支撑，有效推动了动物饲养管理体系的规范化建设。
“平台的建成不仅解决了实验动物病原检测的技术痛点，更构建了服务全校科研的技术枢纽。” 平台负责人表示，未来将持续优化检测体系，拓展服务范围，为生命科学研究与生物医药产业高质量发展筑牢生物安全与科研质量的双重防线。
作者单位：实验动物中心
撰稿：任 静
审核：袁水桥
周顺长
