禽類疾病現場檢測技術的發展與應用

中圖分類號：S858.3 文獻標識碼：C 文章編號：1673-1085（2025）07-0124-04

1現場檢測技術的研究進展

1.1等溫擴增技術

等溫擴增技術（LAMP）是一種通過恒溫條件下進行核酸擴增的技術，其優點在于無需依賴高溫循環，能夠在常溫下高效進行病原檢測。LAMP技術在禽類疾病檢測中的應用逐漸得到廣泛關注，尤其是在禽流感、禽新城疫等病毒性疾病的快速檢測中顯示出了巨大潛力[]。與傳統PCR相比，LAMP技術靈敏度與之相當，但操作更簡便，對儀器設備的要求較低，更適合現場檢測。通過便攜式恒溫加熱裝置，LAMP可在幾十分鐘內完成檢測，極大地縮短了檢測時間。此外，LAMP方法在樣本前處理和反應體系的簡化上也有了較大突破，進一步增強了其在現場檢測中的應用前景。LAMP技術的多重檢測能力也得到不斷提升，研究者們已成功開發出能夠同時檢測多種禽類病原的LAMP方法，從而在疫情暴發時實

現更為全面的檢測。

1.2免疫傳感器技術

免疫傳感器技術通過抗體-抗原特異性結合原理，利用免疫反應產生的信號來檢測禽類疾病病原。近年來，免疫傳感器的發展極大推動了現場檢測技術的進步。相比傳統的免疫學方法，免疫傳感器在操作簡便的基礎上，監測速度更快、效率更高，其核心優勢在于高特異性和靈敏度，能夠準確識別特定的病原體。免疫傳感器的研究重點集中在提高傳感器的穩定性、精確性以及抗干擾性。當前，基于表面增強拉曼散射（SERS）、電化學傳感器、光纖傳感器等新型傳感器技術已經應用于禽類疾病的快速檢測。例如，基于SERS的免疫傳感器能夠在極低的濃度下檢測禽類病原，極大提高了靈敏度。有研究者開發的一種基于SERS的磁性免疫傳感器，用于檢測H3N2亞型AIV，最低檢測限達到 10²TCID₅₀/mL^[2]

1.3納米技術

納米技術在提高檢測靈敏度、選擇性和多重檢測能力方面表現出色。近年來，金納米粒子、量子點、碳納米管廣泛應用于禽類疾病的現場快速檢測。這些納米材料的特殊性質，使其成為理想的生物傳感器。金納米粒子和量子點因其獨特的光學特性，能夠通過與病原體結合后引發可檢測的信號變化，實現對病原的快速識別?？赏ㄟ^改變表面等離子共振（SPR）現象來增強信號，從而提高檢測的靈敏度。在禽流感病毒的檢測中，金納米粒子被用作標記物，能夠提高病毒檢測的靈敏度，并能夠在便攜式設備上實現實時檢測。此外，通過納米材料表面功能化（如用特異性抗體修飾），能夠進一步提高SERS技術的特異性，實現對特定目標分析物的高效檢測。研究人員還將磁性免疫微球（IMBs）引入SERS技術，進一步增強了檢測的準確性與選擇性[3]。同時，納米技術與等溫擴增技術的結合也推動了兼具快速擴增與高靈敏檢測功能的新型現場診斷工具的開發。

1.4 CRISPR-Cas系統

CRISPR-Cas系統作為一種新興的基因編輯工具，近年來在疾病檢測中得到了廣泛應用，特別是在細菌和病毒的識別中，表現出了優異性能。通過CRISPR-Cas系統中的Cas蛋白對特定DNA/RNA序列的靶向識別與切割機制，研究人員開發出了一種便捷、快速且高靈敏度的現場檢測方法。該技術不僅具有高特異性，還能在沒有復雜設備的情況下，通過便攜式設備實現實時檢測。CRISPR-Cas系統具有操作簡便、檢測快速、靈敏度高的優勢，可在幾分鐘內完成病原檢測，優于傳統PCR技術[4]。該技術還能夠通過與顏色變化等信號輸出系統結合，實現無需專業設備的現場可視化檢測。此外，CRISPR技術的多重檢測能力不斷提升，未來可能成為禽類疾病現場檢測的主流技術之一。

1.5微流控技術

微流控技術是一種基于微小通道和微型反應器的技術，能夠在微米尺度上進行樣本的處理、反應和分離。該技術通過集成化的微型實驗室實現了多種分析步驟的自動化，能夠大大簡化病原檢測的操作過程。近年來，微流控芯片已成為禽類疾病現場檢測的重要工具之一，特別是在疾病暴發時，它能夠在現場快速、便捷地完成樣本預處理、病原分離、擴增和檢測等步驟。微流控技術的研究重點是如何提高芯片的靈敏度和操作的簡便性，現已開發出基于微流控平臺的多重檢測系統，有研究者設計了一個將樣品裂解、核酸提取、純化、PCR集成到一個PCR集成矩陣系統中完成了21種病原體的完整檢測，并且驗證了該系統具備快速、靈敏、特異檢測呼吸道感染病原體的能力，從而在短時間內完成現場診斷[5]。

2現場檢測技術的應用現狀

2.1禽流感病毒（H5N1/H9N2）檢測

禽流感是影響全球禽類養殖業的重要疾病，其傳播速度快、致死率高，尤其在冬春季節，更易造成禽流感疫情暴發。傳統的禽流感檢測方法，如RT-PCR和ELISA，通常需要專業實驗室設備和較長的操作時間，這限制了其在現場快速反應中的應用。為了應對這一挑戰，現場快速檢測技術（如LAMP、免疫傳感器、CRISPR-Cas系統等）逐步應用于禽流感病毒的檢測。

多項研究表明，基于LAMP的禽流感檢測系統可在常溫下進行核酸擴增，并在 30min 內獲得結果，極大地縮短了檢測時間。研究人員還成功開發了便攜式LAMP設備，可以直接在禽場、交通樞紐等現場環境中開展禽流感病毒的快速檢測。此外，免疫傳感器技術也被用于禽流感病毒抗原的快速檢測，尤其是在疫情暴發前的快速篩查。例如，金納米粒子為核心的免疫傳感器，通過表面等離子共振（SPR）增強信號，可快速識別禽流感病毒，現在已在一些養殖企業和動物檢疫機構獲得應用。

2.2禽新城疫（ND）檢測

禽新城疫是一種高度致命的病毒性疾病，具有較強的傳染性，對禽類養殖業造成了巨大的經濟損失。傳統檢測方法如病毒分離、病毒抗原檢測和PCR技術，雖然具有較高的敏感性和準確性，但通常需要一定的實驗室條件，且處理時間較長。近年來，針對新城疫病毒的現場檢測技術，如免疫學方法、CRISPR-Cas系統和便攜式PCR，已取得了顯著進展。有研究者針對新城疫病毒強毒株F基因裂解位點的特異序列，設計兩條 20nt crRNA，并將RT-RPA與CRISPR/Cas13a系統耦合，建立了可在 、 40min 內完成判讀的現場即時檢測方法；該法最低檢出限 1.4×10² copies，對我國流行的VI、VII、IX、XII型強毒株均具覆蓋性，且對臨床樣本的檢測一致性與國家標準RT-PCR相當，適用于野外快速監測新城疫疫情[。此外，結合微流控技術的便攜式PCR系統在禽新城疫現場檢測中的應用也取得了一定進展。這些新型現場檢測技術的引入，有助于實現禽新城疫疫情的快速診斷，尤其是在疫情高發季節和禽類貿易流通密集的地區。

2.3沙門氏菌及其他細菌性疾病檢測

沙門氏菌感染是禽類常見的細菌性疾病之一，尤其是在大規模養殖中，由于環境污染、飼料管理不當等因素，沙門氏菌的傳播速度較快，容易引發大規模暴發。傳統沙門氏菌檢測方法如培養、PCR檢測、ELISA等，雖然精確，但時間成本較高，且需要復雜的設備和操作流程。因此，現場檢測技術的引入，為沙門氏菌的監測提供了更加高效的替代方案。近年來，基于納米技術的免疫傳感器已被廣泛應用于沙門氏菌的快速檢測?；诮鸺{米粒子的電化學傳感器，可以在禽場現場通過簡單的操作快速檢測出沙門氏菌，靈敏度提高了10倍且特異性良好，而且檢測時間可以壓縮到 10min 內，對于應對疫情暴發具有重要意義[7]。

2.4禽白血病病毒檢測

禽白血病病毒（ALV）是一種病毒性致癌性疾病，長期潛伏在禽體內，通常表現為慢性癥狀，難以通過臨床癥狀快速診斷?，F有的ALV檢測方法主要依賴于病毒抗原檢測、PCR、ELISA等技術，但這些方法大多依賴于實驗室環境，且操作復雜。為了解決這一問題，研究人員逐步探索了基于納米技術、免疫傳感器和LAMP技術的現場檢測方法。目前，LAMP技術和免疫傳感器在禽白血病病毒檢測中的應用取得了一定進展。通過優化LAMP反應體系，研究者已開發出可以在短時間內獲得結果的現場檢測平臺[8]。此外，金納米粒子基免疫傳感器也在禽白血病病毒抗原的檢測中取得了應用突破，這些設備能夠在現場進行快速篩查，極大地提高了檢測效率和準確度。

3展望

展望未來，現場檢測技術的迭代將圍繞“集成化、智能化”持續深化。微流控芯片正從單道反應室演進為可編程、可復用的數字微滴陣列，可在指甲蓋大小的載片上完成樣品預處理、核酸擴增與信號讀?。慌浜?G或星鏈等低時延網絡，檢測模塊可實時上傳原始數據至云端，通過深度學習模型進行病原譜系溯源與耐藥突變預警，隨后把診斷結果及防控建議自動回傳至移動端。伴隨可穿戴式光譜傳感器、柔性電極和低功耗AI芯片的成熟，一體化便攜設備有望實現“采樣-分析-決策”全閉環操作，顯著減少人工干預并提升野外檢測的時效性。

多重檢測平臺將成為下一輪技術競賽的核心。新一代數字LAMP結合條形碼-CRISPR/Cas讀數體系，可通過單束激光同時解析數十種熒光編碼，完成多病原的定量檢測；而基于磁-電化學混合信號的納米傳感器，則可在同一電極陣列上捕獲RNA、蛋白與代謝小分子，實現“病原 + 宿主免疫狀態”雙維度評估。為適應高通量需求，數字微流控與3D打印外殼的融合將推動一次性檢測卡的按需制造，縮短從設計到上機測試的周期，在暴發初期迅速定制特異性檢測陣列。

隨著全球化進程的加快，禽類疾病的跨國傳播成為防控的重要挑戰。未來，現場檢測技術將與全球動物疫情監控網絡相結合，實現信息共享和快速響應。各國實時上傳經數字簽名的檢測結果，平臺利用AI-GIS模型進行空間-時間熱區分析并自動生成防控方案，實現“分鐘級”決策支持；同時向公共衛生、海關檢疫和產業鏈企業提供分級可視化接口，真正把現場檢測納入全球疫情聯防聯控體系。通過實時獲取禽類疾病的檢測數據，并迅速作出防控決策，避免疫情的蔓延和擴散。

參考文獻：

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[8]董明奇.禽白血病的診斷技術研究進展[J].畜牧獸醫科技信息，2023(5):36-39.