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飲用水中致病性微生物PCR快速檢測技術研究進展

作者:未知

  【摘要】飲用水是指不經過任何處理而直接供給人體應用的水,是維持生存的重要物質。對于人體而言,水是體內一切化學反應的媒介,通過將各種營養素及物質進行運輸以滿足機體各組織及細胞對于養分的需求。水廠是社會重要組成部分之一,主要為居民提供飲用水。但是,一旦水廠生產的飲用水中存在致病微生物,便會對機體健康造成影響,故而有必要針對飲用水實施檢測,提高飲用水質量來確保機體健康。隨著醫學技術的進步和發展,現代微生物快速檢測技術逐漸應用于工作中,為飲用水致病性微生物檢測提供了全新的思路。本文現在對飲用水中致病性微生物聚合酶鏈式反應(PCR)快速檢測技術研究進展進行分析,以為疾控中心針對水廠生產飲用水質量的檢測工作提供參考。
  【關鍵詞】聚合酶鏈式反應;飲用水;致病性微生物;快速檢測技術
  【中圖分類號】R840.5【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-6851(2019)06-256-01
  水廠生產飲用的水質量問題是常年研究課題之一,其質量問題不僅影響著檢測水平的高低,也直接影響著機體的健康。快速檢測技術則是近年來國內外學者研究的熱點,并指出利用聚合酶鏈式反應(PCR)原理在飲用水中致病性微生物檢測方面具有較好效果,促使快速檢測工作逐漸向操作簡單、快速、敏感及高效方向發展。但圍繞其相關研究較少,故而有必要為就上述理論開展綜述研究,進一步明確PCR快速檢測技術在水廠生產飲用水中致病性微生物檢測中的效果及價值。本文通過查閱資料庫,諸如萬方、知網及維普等儲存的相關文獻資料,就水廠生產飲用水中致病性微生物PCR快速檢測技術研究進展開展如下綜述。
  1 飲用水
  飲用水是指干凈的天然泉水、井水、河水、湖水在內能夠不經過任何處理而直接供給人體飲用的液體,也是構成細胞、組織液、血漿等的重要物質,通過對機體其他組織輸送養分以確保機體正常生存。而且,基于水的本身溶解力強等特點,能夠對許多物質進行溶解并使其解離至離子狀態,從而發揮對應作用。但是水包容萬物,其中也會存在致病性微生物,一旦被人體飲用后便會對其造成損傷,從而導致相關疾病發生威脅其健康。因此,針對水廠生產飲用水應采取合理有效的檢測手段,以對飲用水質量及機體安全提供保障。
  2 聚合酶鏈式反應
  PCR在生物學中是一種用于放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術,具有將微量的DNA大幅增加等特點。PCR應用于檢測中的設想首先由1983年美國Mullis學者提出,經不斷研究整理后于1985年發明,并著名為“簡易DNA擴增法”[1]。在具體檢測工作中,PCR是通過利用DNA在體外處于95℃高溫條件下會轉變為單鏈這一特性,并結合低溫時與單鏈按堿基互相配對的原則為基礎,后將溫度調節為適合DNA聚合酶反應的72℃,從而根據其反應結果協助檢測機構開展檢測工作。DNA的半保留復制是生物進化和傳代的重要途徑,雙鏈DNA在多種酶的作用下能夠變形接旋成單鏈,且在DNA聚合酶及啟動子的參與下,可根據堿基互補配對原則復制成同樣的兩分子拷貝。因此,通過溫度變化控制DNA的變形和復性,并設計引物作為與之對應的啟動子,加入DNA聚合酶后可完成特定基因的體外復制。應用于檢測中,該技術具有操作簡便、反應迅速、特異度高及靈敏度高等特點,并在醫學、制藥、農業、環境工程等領域均取得顯著效果。
  3 PCR的進展及應用
  在飲用水中,不同微生物具有不同的致病劑量,對于機體原有菌群體系也會產生不同的影響。而在以往檢測中,需要不斷對飲用水中的微生物實施人工分離、培養、鑒定等工作,少數檢測工作需要應用顯微鏡技術來輔助開展,導致檢測工作不僅繁瑣,且耗時間較長,極易受操作技術及流程等內外在因素影響而使檢測準確度及精準度降低。針對這一問題,國內外科學家均圍繞其開展相關研究,為選取一種更為快速準確的檢測方法。PCR是經研究結論得出最具發展前景的方法,應用于致病性大腸桿菌中已經取得較好的應用效果,有學者開展實時定量PCR技術和逆轉錄PCR技術來對大腸桿菌0157:H7的VT1和VT2毒素基因進行檢測,劉營、孫繼民、凌鋒等學者使用lamB作為目標基因檢測到(1-5)個目標基因/ml,且在24h內針對近百種環境水樣實施檢測,也取得了與標準方法100%的吻合檢測結果[2]。基于上述研究結論,該檢測技術被國外部分國家列為水質的例行檢測項目。目前,我國PCR技術主要應用于疾控中心檢測中,諸如致病性微生物鑒定、血源篩查及遺傳性疾病診斷中,雖然在各診斷工作中均取得滿意效果,但圍繞飲用水中致病性微生物檢測研究相對較少,龔永平、郝中香、陳珍容等學者[3]將PCR快速檢測技術應用于飲用水中致病性微生物檢測中,側重于隱孢子蟲、金黃色葡萄糖菌腸毒素A基因、病原體、軍團菌、大腸桿菌、沙門氏菌、甲肝病毒、星狀病毒、輪狀病毒、彎曲桿菌等致病性微生物診斷,而王星星、李盼盼、何婧琳等學者[4]則成功檢測到了甘氨酸脫羥酶基因;就上述檢測結果可證實,將PCR技術應用于飲用水中致病性微生物診斷中,能夠略過傳統分離、培養及鑒定等工作所消耗的時間,大大提高了檢測工作的效率及準確率,并準確反應飲用水中致病性微生物的種類及數量。
  4 結束語
  以往針對飲用水中致病性微生物檢測需要投入大量的人力、物力、財力及時間,逐一對微生物的種類及數量進行鑒別,且在實際檢測中也極易受內外在因素影響而導致鑒別結果失真。而采用PCR技術則能夠準確反應水廠生產飲用水中致病性微生物的種類及數量,大大滿足了疾控中心對于水質監測效果的需求,及時根據水廠生產飲用水中致病微生物群制定對應處理措施,從根源處避免了水廠生產飲用水質量對機體造成的損傷。
  參考文獻:
  [1]黃廷林. 水源水庫水質污染原位控制與改善是飲用水水質安全保障的首要前提[J]. 給水排水, 2017, 43(1):1-3.
  [2]劉營, 孫繼民, 凌鋒, 等. 基于分子生物學技術的吸血節肢動物 血餐宿主鑒定方法研究概述[J]. 中國媒介生物學及控制雜志, 2017, 28(6):603-607.
  [3]龔永平, 郝中香, 陳珍容, 等. 微滴式數字PCR絕對定量應用研究進展[J]. 中國預防獸醫學報, 2017, 39(08):88-92.
  [4]王星星, 李盼盼, 何婧琳, 等. 富含胞嘧啶單鏈DNA-銀納米簇熒光探針用于S1核酸酶的靈敏檢測[J]. 高等學校化學學報, 2017, 38(8):1334-1340.
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