淺析不同水質(zhì)微生物的檢測技術(shù)

趙戰(zhàn) 劉波

【摘要】：對于人們來說，水是非常重要的資源，因此確保水質(zhì)安全，對于降低傳染病的傳播、讓整個社會健康有序發(fā)展有著較大幫助。在對水質(zhì)微生物檢測的過程中，檢測技術(shù)的選取至關(guān)重要。本文主要介紹了傳統(tǒng)水質(zhì)微生物檢測的技術(shù)方法和新型水質(zhì)微生物檢測的技術(shù)方法。

【關(guān)鍵詞】：水質(zhì)；微生物；檢測

1、傳統(tǒng)水質(zhì)微生物檢測技術(shù)

對于人們來說，飲用水的質(zhì)量至關(guān)重要，如果飲用水的水質(zhì)不達標，將很可能會對人們的生命健康安全造成重大影響。因此，對于水質(zhì)中微生物的檢測就顯得更加重要，近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，微生物水質(zhì)檢測技術(shù)也越來越多樣，而且正在朝著多樣化、精確化、快速化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在，我們將詳細探討關(guān)于傳統(tǒng)水質(zhì)微生物檢測的相關(guān)技術(shù)。

1.1平板計數(shù)法

對于傳統(tǒng)水質(zhì)中的菌落數(shù)量，我們通常會使用平板計數(shù)的方法，而且這種方法從大約百年前就開始使用，這種方法主要是通過異養(yǎng)菌平板計數(shù)的方法來進行技術(shù)，對于分裂速度可觀而且可以在瓊脂培養(yǎng)基上快速生長并形成可見菌落的微生物，用這種方法的效果比較明顯，因為這種方法主要是通過肉眼或顯微鏡來直接對平板上的微生物菌落進行技術(shù)，所以可見菌落的產(chǎn)生至關(guān)重要。然而，水中的微生物大多無法在固體瓊脂培養(yǎng)基上生長，所以如果使用這種方法將很可能會產(chǎn)生不必要的誤差，并且對水質(zhì)中微生物生長情況的了解造成一定的困擾和阻礙。此外，這種較為傳統(tǒng)的平板計數(shù)法耗費時間非常長，至少要1-2天才可能會得到結(jié)果，因此這種檢測方法無法快速了解目前水質(zhì)的情況，具有一定的滯后性。如果所檢測水質(zhì)中的微生物含量過多，還需要對其進行梯度稀釋，因此這種方法的操作比較麻煩，還需要預實驗來大致檢測水質(zhì)中的微生物含量所處數(shù)量級，能夠應用的檢測范圍也并不廣泛。

1.2大腸桿菌數(shù)量檢測法

在對飲用水的質(zhì)量進行評價的時候，人們常常會以大腸菌群和耐熱大腸桿菌作為指示生物，通過對他們的數(shù)量觀測來確定水質(zhì)。通常來講，比較常見的測量方法包括發(fā)酵法、濾膜法等，然而，這些方法具有一個共同的缺點，就是所需時間較長，而且并沒有較強的特異性，因此對于那些生長較慢的細菌很難檢測出來。之后，有些研究人員發(fā)現(xiàn)可以用基于特異性酶活性的辦法來檢測傳統(tǒng)水質(zhì)中大腸桿菌的數(shù)量，比如可以用β-D半乳糖甘酶和β-D葡萄糖醛酸酶對水質(zhì)中的大腸桿菌數(shù)量進行檢測，這樣產(chǎn)生的靈敏度會比多管發(fā)酵法（MTF）以及膜過濾技術(shù)（MF）好很多，不過這樣的方法依然有缺陷，那就是時間成本很高。因此，在對生活用水的檢測過程中，對于微生物的檢測方法的探究仍在繼續(xù)，還需要更多的研究人員投入其中，發(fā)現(xiàn)更多有效的檢測方法。

2、新型水質(zhì)微生物檢測技術(shù)

2.1流式細胞術(shù)原理

流式細胞術(shù)（FCM）是一種在快速直線流動狀態(tài)過程中的細胞或者生物顆粒在同一時間展開多參數(shù)、快速定量分析以及細胞分選的全新高科技技術(shù)。流式細胞術(shù)所采用的細胞儀的主要結(jié)構(gòu)主要有幾個部分，包括光學系統(tǒng)、液流系統(tǒng)和電子系統(tǒng)等。此外，有些流式細胞儀還帶有分選功能，這樣的細胞儀通常配有細胞分選系統(tǒng)，通過細胞分選系統(tǒng)，相關(guān)研究人員能夠把一些特異性的微生物從復雜多變的群體中挑選出來，便于展開后續(xù)的研究。

2.2ATP法

ATP對于細胞生命活動來講是非常重要且必要的，在細胞里面，ATP和ADP之間會有相互轉(zhuǎn)化的過程，進而形成能量的轉(zhuǎn)換，為細胞提供能量或者放出能量，進而保障生物體的生命活動可以正常運轉(zhuǎn)。在鎂離子和分子氧存在的時候，熒光素酶可以用微生物具有的ATP對熒光素進行催化，進而發(fā)生單氧合反應。在ATP檢測儀檢測熒光素酶反應發(fā)射的光子數(shù)目之后，就可以按照ATP的標準曲線圖來明確微生物具有的ATP數(shù)量，進而依據(jù)ATP的數(shù)量測算出水里面活細胞的數(shù)量。

2.3分子生物學方法

分子生物學方法對于新型水質(zhì)微生物的檢測也具有較大幫助。分子生物學方法主要有三種：PCR法、DGGE技術(shù)和熒光原位雜交（FISH）技術(shù)。

2.3.1PCR法

PCR的主要原理就是用單鏈DNA作為模板，用4中dNTP作為底物，在模板的3一段連接好引物，之后采用相應的引物酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等來多次反復復制，進而實現(xiàn)DNA的大量擴增。在比較小的離心管里面，如果能夠加入和待擴增的DNA兩段已知序列互補的引物、模板、緩沖液、聚合酶和dNTP溶液、鎂離子等，將能夠?qū)崿F(xiàn)DNA片段的進一步擴增。在反應的過程中首先把上述物質(zhì)組成的混合溶液加熱，讓模板DNA能夠在高溫的情況下變性，讓原來的雙鏈解開形成單鏈；之后讓溶液降溫，讓引物能夠和靶序列配對，進而組成雙鏈，這個過程叫做退火；最后再把溫度調(diào)高到一個比較合適的溫度，在Taq DNA聚合酶的作用下，用dNTP作為原料，引物沿著5到3的方向延伸，進而形成新的DNA鏈，這個新的DNA鏈又可以作為之后反應的新模板，進而復制產(chǎn)生更多的DNA鏈、所以，在PCR儀中，只需要對目的基因升溫、降溫、再升溫……經(jīng)過這樣一個循環(huán)往復的過程，讓目的基因得以擴增。

綜上，PCR方法的整個過程大致就是：模板變形、引物退火、熱穩(wěn)定DNA聚合酶在合適的溫度下催化DNA鏈延伸合成等。

2.3.2 DGGE技術(shù)

DGGE技術(shù)是一種針對水之中微生物生態(tài)環(huán)境分析的方法，主要有4個部分組成：細菌核酸的提取、細菌16SrRNA基因序列的PCR擴增、DGGE和DGGE指紋圖譜的分析等。通過這樣一個基因克隆、測序的過程建立起微生物的16S rRNA/DNA文庫，進而對微生物的系統(tǒng)發(fā)育狀況展開分析，建立起合適的進化樹，得到水質(zhì)微生物更多有關(guān)的信息等。

3.3.3熒光原位雜交（FISH）技術(shù)

熒光原位雜交（FISH）技術(shù)是一種能夠檢測大腸桿菌和大腸埃希菌的技術(shù)，經(jīng)過一系列合理的設計來制定出16S rRNA特定區(qū)域的寡核苷酸探針，進而幫助檢測人員快速了解是否水質(zhì)中的微生物含量情況。這樣的方法和定量PCR相比有一定的優(yōu)勢，由于針對16S rRNA基因片段的原位雜交能夠降低樣品提取過程中的損失，尤其是對于環(huán)境中含量比較少的細菌，能夠比較成功地確保細菌的多樣性和豐富性。

結(jié)語

可以說，對水質(zhì)中微生物的檢測對于整個水質(zhì)檢測過程至關(guān)重要。如果能夠采取合適的檢測方法來對傳統(tǒng)水質(zhì)和新型水質(zhì)中微生物的含量進行檢測，將能夠準確有效地發(fā)現(xiàn)水質(zhì)中微生物的情況，進而對水質(zhì)有一個多角度全方位的了解。

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第一作者：趙戰(zhàn)， 男 ，漢族 ，1982.01-， 山東省汶上縣， 本科， 助理工程師 ，遼寧標普檢測技術(shù)有限公司， 研究方向：環(huán)境微生物

第二作者：劉波，女 漢族，1987，03-， 遼寧省鞍山市，研究生，，沈陽方信檢測有限公司，研究方向：質(zhì)控管理