水體中大腸桿菌的檢測分析新方法初探

摘 要：眾所周知，作為水質(zhì)衛(wèi)生學的重要指標，大腸桿菌在檢測水質(zhì)環(huán)境的中有著極為關(guān)鍵的作用。飲用大腸桿菌污染的水質(zhì)會對生命健康帶來嚴重的危害，所以應(yīng)嚴密檢測水體尤其是深井水中的大腸桿菌，這對有效防止疾病傳播，保護人身健康有著非常重要的意義。本文主要從大腸桿菌的特性及傳統(tǒng)檢測方法入手，重點分析了近年來大腸桿菌檢測的新發(fā)展，盡可能在較短時間內(nèi)快速檢測出水體中的大腸桿菌。

關(guān)鍵詞：深井水；大腸桿菌；檢測；新方法

引 言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展及人們生活水平的不斷提高，飲用水的安全問題越來越受到人們的關(guān)注。而作為人和動物腸道中數(shù)量最多的寄居菌，大腸桿菌在多數(shù)情況下不具有致病性，一旦致病性的大腸桿菌侵入體內(nèi)，即可引起膽囊炎、腹瀉等疾病。所以，探究快速檢測大腸桿菌的新方法成為當前亟待解決的重要議題。

1 深井水中大腸桿菌的主要特征及傳統(tǒng)方法

1.1 深井水中大腸桿菌的主要特征

（1）大腸桿菌的生化特征。異養(yǎng)兼性厭氧型是大腸桿菌的主要代謝類型，其能夠發(fā)酵出麥芽糖、乳糖、葡萄糖等多種糖，并產(chǎn)氣、產(chǎn)酸。大腸桿菌的代謝活動能夠有效抑制腸道內(nèi)分解蛋白質(zhì)的微生物生長，從而降低對人體的危害。同時，其還能夠合成人體多必須的某些維生素，原料就是來自大腸的內(nèi)容物，比如維生素B和K。

（2）大腸桿菌的培養(yǎng)特性。大家都知道，大腸桿菌的代謝合成能力很強，特別是在含有無機鹽、銨鹽、葡糖糖等的普通培養(yǎng)基上長勢良好。37℃是大腸桿菌生產(chǎn)最適合的溫度，但是在在42～44℃條件下，也可以生存，總體來說，15～46℃是其生長的溫度范圍。以品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基平板上的菌落形態(tài)為例：一種為具有金屬光澤的菌落，一般為紫紅色；一種為不帶或者稍帶金屬光澤的菌落，一般為深紅色；另一種為中心色比較深的菌落，一般為淡紅色。

（3）大腸桿菌的致病性。一般情況下，對于人類及多數(shù)動物來說，大腸桿菌屬于正常的寄居菌，通常無致病性。一旦當某些血清型的大腸桿菌入侵人體時，就會引發(fā)如腹膜炎、膽囊炎、膀胱炎等一系列的感染。依據(jù)不同生物學特性可將大腸桿菌的致病性分為五種，分別是：腸產(chǎn)毒性大腸桿菌、腸出血性大腸軒菌、腸侵襲性大腸桿菌、腸站附性大腸桿菌以及致病性大腸桿菌。

1.2 大腸桿菌傳統(tǒng)的檢測方法

傳統(tǒng)檢測大腸桿菌的方法主要有濾膜法、平板計數(shù)法以及多管發(fā)酵法三種類型，這些檢測方法是經(jīng)過長期實踐總結(jié)出來的，是全球大多數(shù)國家都推薦使用的標準檢測技術(shù)，也是我國國家標準中規(guī)定的檢測大腸桿菌的標準方法。然而這些傳統(tǒng)常規(guī)的檢測方法操作過程及其復(fù)雜、工作量大、鑒定周期長，已然無法滿足當前大量樣品的檢測需要，所以加強對大腸桿菌檢測新方法的探究勢在必行。

2 深井水中大腸桿菌快速檢測新方法

2.1 基于免疫分析學的快速檢測技術(shù)

（1）熒光免疫檢測技術(shù)即FIA。這項技術(shù)主要將熒光素當作標記物，并使其作用于抗原（抗體）上，當融合對應(yīng)的抗體（抗原）時，即可通過熒光分光光度檢測其強度，從而推算出需要檢測物質(zhì)的濃度。這種方法的靈敏度遠遠超過了放射性同位素標記所能達到的范圍，并且其還具有存儲時間長、準備標記物便利、無放射性污染、操作簡單、應(yīng)用范圍廣泛等特點，是一種新型的大腸桿菌檢測方法。

（2）酶聯(lián)免疫吸附法即ELISA。該項技術(shù)主要將抗原（抗體）吸附在固相載體上，且對載體實行免疫酶染色，著色后，經(jīng)過分析定量或者定性的有色產(chǎn)物量就可以檢測出樣品中待檢物質(zhì)的含量。這種方法因其操作簡單、反應(yīng)靈敏、特異性強、標記物穩(wěn)定等優(yōu)點使用非常廣泛。

（3）免疫膠體金標記法即OCGT。因其主要以膠體金作為標記物，以特異性抗原抗體反應(yīng)為原理，以光鏡電鏡為技術(shù)手段對抗原（抗體）實施定性、定位甚至定量的新型大腸桿菌的檢測方法。

2.2 基于分子生物學技術(shù)的快速檢測技術(shù)

（1）聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)即PCR。該項技術(shù)主要是由Cetus和Milius在1983年發(fā)明的可以在體外進行DNA快速擴增的一項技術(shù)。其產(chǎn)物可由熒光染色、標記探針、瓊脂糖凝膠電泳等雜交進行檢測，彌補了基因探針技術(shù)中存在的一系列問題。當前，用于檢測大腸桿菌的聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)有很多種，其中主要以多重和實時定量為主，且發(fā)展速度較快。

（2）DNA探針技術(shù)。這項技術(shù)主要是利用合成的與大腸桿菌RNA或者DNA序列互補的探針，并和大腸桿菌實施原位雜交技術(shù)，在這類檢測與堅定過程中，應(yīng)用最為普遍的就是16SrRNA探針。當前，美國的Gene TrakInc公司已經(jīng)研發(fā)出專門轉(zhuǎn)對檢測大腸桿菌的DNA探針系統(tǒng)，并且已經(jīng)商品化。我們都知道，應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)來增加大腸桿菌的目標DNA，同時再用該探針進行雜交鑒定，而使用這項技術(shù)的好處就是在鑒定過程中不需要進行微生物分離培養(yǎng)，檢測時間短，最快可在一小時之內(nèi)拿到檢測結(jié)果。就目前而言，這項技術(shù)主要用于食品及醫(yī)學臨床上的鑒定及檢測，在對深井水中的大腸桿菌檢測使用較少。

（3）基因芯片技術(shù)即Gene Chip。該項技術(shù)的應(yīng)用原理為將各種基因寡核苷酸固定在芯片的表面，用聚合酶鏈反應(yīng)擴增的微生物樣品DNA制作熒光標記探針，之后再與芯片上的寡核苷酸雜交，最后掃面芯片獲得樣品中某些特異性微生物的含量。Gene Chip主要用于大規(guī)模的獲取微生物含量的信息，其主要針對的是致病性的大腸桿菌，具有一定的高效性。當前，日本已經(jīng)研發(fā)出商品化的大腸桿菌檢測芯，但僅限于研究，尚未普及使用。

2.3 其他大腸桿菌快速檢測的新技術(shù)

（1）生物傳感器。作為化學傳感器的一大類別，生物傳感器以生物活性單元為生物敏感基元，主要包括酶、微生物、抗原或者抗體、核酸等。將這些生物敏感基元與被檢測目標發(fā)生反應(yīng)，并運用生物傳感器捕捉反應(yīng)過程中產(chǎn)生的變化量，同時準確的將連續(xù)或者離散的電信號表達出來，進而獲得目標檢測物的濃度。

（2）自動化儀器，全稱為自動免疫測定分析儀，于上世紀七十年代誕生。最近幾年以來，自動免疫測定分析儀因其操作簡單、省時省力且具有較高的靈敏度和準確度被廣泛應(yīng)用于臨床應(yīng)用上。目前，流動性注射免疫分析法也就是FIIA被廣泛使用，這種方法主要是運用了非平衡態(tài)檢測原理，大大縮短了檢測時間，效果更加優(yōu)于自動化和快速測定法。

（3）ATP生物發(fā)光法。該項技術(shù)主要利用了生物發(fā)光反應(yīng)原理。在檢測過程中，生活發(fā)光的直接能源是ATP。眾所周知，ATP是有細菌細胞分解釋放出來的，且在有氧條件下，熒光素酶加速氧化形成熒光。熒光強度是與生物發(fā)光反應(yīng)消耗的ATP呈正相關(guān)的，因此通過檢測釋放出來的ATP量就可以預(yù)算處活菌的數(shù)量。

（4）酶底物法。依據(jù)細菌在生存繁殖過程中釋放與合成水解酶的特性來選擇與之相應(yīng)的指示劑和底物，共同配置成特定的培養(yǎng)基，并依據(jù)酶解反應(yīng)后呈現(xiàn)出的熒光及顏色的變化來檢測目標水體中是否含有特定細菌。大量實踐表明，深井水大腸桿菌群在繁殖過程中能夠產(chǎn)生大量的β-半乳糖苷酶，而這些β-半乳糖苷酶經(jīng)過分解產(chǎn)生的ONPG則會呈現(xiàn)黃色的培養(yǎng)液，同時利用大腸埃希氏菌產(chǎn)生的β-葡萄糖醛酸酶分解MUG促使培養(yǎng)液在366nm波長的紫外線下出現(xiàn)熒光的原理，來甄別樣品中大腸桿菌的含量。

3 結(jié) 語

水是生命之源，也是疾病傳播的介質(zhì)。然而隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國水污染問題日益嚴重，江河湖海甚至深井水都受到了不同程度的污染，微生物超標成為目前水體普遍存在的問題。大腸桿菌作為人和動物腸道中最常見的一種細菌，通常情況下不具有致病性，但是也有某類致病性大腸桿菌會通過水體侵入人體的某些部位，引發(fā)流行疾病。然而目前傳統(tǒng)檢測方法已然遠遠無法滿足當前水質(zhì)檢測的需要，所以探求快速準確的大腸桿菌的檢測新方法刻不容緩。

參考文獻

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作者簡介：任艷（1976-），女，畢業(yè)于合肥聯(lián)合大學九三級化工系化工工藝專業(yè)，從事化驗員，供水水質(zhì)檢測工作。