摘要：飲用水安全是當(dāng)今社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，特別是航空用水及機(jī)場(chǎng)飲用水涉及航空安全，所以機(jī)場(chǎng)飲用水檢測(cè)具有十分重要的作用。大腸桿菌作為當(dāng)前水質(zhì)衛(wèi)生學(xué)當(dāng)中的重要指標(biāo)，在進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中有著十分重要的作用。文章從生物技術(shù)著手，分析了生物技術(shù)在水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)；飲用水安全；機(jī)場(chǎng)飲用水；水質(zhì)衛(wèi)生學(xué) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：X832 文章編號(hào)：1009-2374（2016）27-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.042

大腸桿菌作為當(dāng)前水質(zhì)檢測(cè)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)于人們的飲用水安全有著十分重要的影響，世界各國(guó)都把大腸菌群數(shù)當(dāng)成環(huán)境衛(wèi)生學(xué)的指標(biāo)之一，并對(duì)其做出了十分嚴(yán)格的限制。特別是機(jī)場(chǎng)飲用水作為航站樓及各航空公司的水源保障，部分水源會(huì)作為飛機(jī)上生產(chǎn)生活用水，對(duì)大腸桿菌要求更為嚴(yán)格，按照規(guī)定在機(jī)場(chǎng)飲用水當(dāng)中不能夠檢測(cè)出大腸桿菌。這就對(duì)水質(zhì)大腸桿菌的檢測(cè)技術(shù)包括檢測(cè)準(zhǔn)度、檢測(cè)精度、檢測(cè)時(shí)效性提出了較高的要求。而傳統(tǒng)的水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)方法存在三點(diǎn)不足：一是培養(yǎng)基原料要求較高，保存不宜將出現(xiàn)污染影響結(jié)果統(tǒng)計(jì)；二是操作、培養(yǎng)過(guò)程復(fù)雜，增加了人為誤差因素；三是等待時(shí)間長(zhǎng)，時(shí)效性較差，特別是機(jī)場(chǎng)作為快速運(yùn)行行業(yè)，對(duì)大腸桿菌檢測(cè)的時(shí)效性提出了更為嚴(yán)格的要求。可喜的是，隨著科技的發(fā)展，一系列新型檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)使得水質(zhì)大腸桿菌的檢測(cè)逐漸變得簡(jiǎn)單、高效起來(lái)，其中生物技術(shù)作為一個(gè)突出的代表，在近幾年的水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果。

1 分子生物學(xué)技術(shù)大腸桿菌的檢測(cè)

1.1 DNA探針技術(shù)

DNA探針技術(shù)主要指的是，利用特異性的DNA探針對(duì)水質(zhì)大腸桿菌當(dāng)中的核糖體，即RNA進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。就目前而言，DNA探針技術(shù)主要被應(yīng)用到了臨床醫(yī)學(xué)以及食品中大腸桿菌的檢測(cè)中，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，用于對(duì)大腸桿菌進(jìn)行檢測(cè)的核酸探針有著很多種類型，其中利用的靶基因大多是能夠產(chǎn)生毒素的基因，例如VT、eaeA等，在檢測(cè)的過(guò)程中絕大多數(shù)時(shí)候使用的是生物素以及熒光素等非放射性的物質(zhì)對(duì)大腸桿菌進(jìn)行標(biāo)記，而熒光探針以及寡核苷酸探針已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到了水質(zhì)大腸桿菌的檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，并取得了十分突出的成效，這一類生物探針技術(shù)在應(yīng)用中由于具備檢測(cè)精度較高，再加上檢測(cè)時(shí)間較短的優(yōu)勢(shì)，能夠更為快速地對(duì)水質(zhì)環(huán)境當(dāng)中的大腸桿菌進(jìn)行檢測(cè)，而且在實(shí)際檢測(cè)中DNA探針都會(huì)和PCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)大腸桿菌檢測(cè)效率的提升。

1.2 聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)

所謂的聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)，也就是PCR技術(shù)，這是在1983年由Millus和Cetus共同發(fā)明的一種DNA快速擴(kuò)散技術(shù)，PCR技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)λ|(zhì)環(huán)境中致病性的大腸桿菌檢測(cè)起到良好的效果。就現(xiàn)階段而言，PCR技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中可以分為多種技術(shù)類型，例如實(shí)時(shí)定量PCR、多重PCR以及ELISA-PCR等，但是就針對(duì)水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)而言，較為常用的是實(shí)時(shí)定量PCR以及多種PCR等這兩種技術(shù)，到目前為止，PCR檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，主要是針對(duì)水質(zhì)環(huán)境當(dāng)中致病性大腸桿菌的致病基因進(jìn)行檢查的，一部分國(guó)外專家學(xué)者利用PCR檢測(cè)技術(shù)對(duì)大腸桿菌進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，利用了99種不同環(huán)境中的水質(zhì)，并得到了和標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法完全吻合的結(jié)果，使得PCR技術(shù)得到了世人的認(rèn)可。

1.3 基因芯片技術(shù)

基因芯片又被稱為DNA芯片，基因芯片技術(shù)是一種能夠大范圍高效率獲取相關(guān)生物信息的方式，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，基因芯片技術(shù)主要應(yīng)用到了水質(zhì)大腸桿菌的檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，這一技術(shù)能夠檢測(cè)到15種大腸桿菌的毒力因子。而且隨著基因芯片技術(shù)的快速發(fā)展，能夠?yàn)樗|(zhì)大腸桿菌的檢測(cè)提供更為準(zhǔn)確的結(jié)果，并且在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)，能夠有效地縮短水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)的工作時(shí)間，提升檢測(cè)工作的效率。

2 免疫分析法的大腸桿菌檢測(cè)

免疫分析法主要是通過(guò)合理地利用抗原以及抗體之間所存在的特異性反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)物之上的示蹤物進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)抗原或者抗體的定性檢測(cè)，在應(yīng)用到水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)工作當(dāng)中時(shí)，免疫分析法主要可以

分為：

2.1 酶免疫分析技術(shù)

就現(xiàn)階段的應(yīng)用而言，酶免疫分析技術(shù)在水質(zhì)大腸桿菌的檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中有著十分廣闊的應(yīng)用，其中最為常用的一種檢測(cè)方式是酶聯(lián)免疫吸附分析法，這種方法在實(shí)際操作過(guò)程當(dāng)中具有操作簡(jiǎn)便、特異性較強(qiáng)、迅速靈敏的特點(diǎn)，在水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛。

2.2 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)

化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)主要指的是，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中把化學(xué)發(fā)光物當(dāng)作反應(yīng)物中的標(biāo)記物，利用高靈敏度的化學(xué)發(fā)光測(cè)定技術(shù)以及高特異性的免疫反應(yīng)技術(shù)相結(jié)合，對(duì)水質(zhì)大腸桿菌進(jìn)行綜合性的檢測(cè)。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，一部分研究人員能夠在9h內(nèi)對(duì)水樣環(huán)境當(dāng)中大腸桿菌菌群進(jìn)行檢測(cè)，使得水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)技術(shù)得到了明顯提升，促進(jìn)了水質(zhì)的安全性提高。

2.3 免疫磁珠技術(shù)

免疫磁珠技術(shù)是一種利用磁珠當(dāng)作抗體的承載體，并利用抗體抗原能夠在磁力作用下實(shí)現(xiàn)力學(xué)移動(dòng)的特征，從而起到特異性抗原實(shí)現(xiàn)分離的目標(biāo)。利用這一檢測(cè)技術(shù)，并與熒光免疫法相互結(jié)合能夠?qū)λ|(zhì)環(huán)境當(dāng)中的致病性大腸桿菌進(jìn)行快速的檢測(cè)。此外，這一技術(shù)與電化學(xué)發(fā)光技術(shù)相比較而言不具備較高的靈敏性，但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，操作更加方便。

3 免疫傳感器大腸桿菌檢測(cè)

在當(dāng)前水質(zhì)大腸桿菌的生物檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，免疫傳感器作為一種能夠?qū)⒖乖蛘呖贵w當(dāng)作生物分子識(shí)別元件而進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)的一種技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用中有著較多的類型，如壓電晶體免疫傳感器、表面聲波免疫傳感器以及電流免疫傳感器等。

3.1 壓電晶體免疫傳感器

在具體的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，壓電晶體免疫傳感器主要是采用壓電晶體在震蕩之時(shí)所發(fā)出的頻率對(duì)晶體表層質(zhì)量負(fù)載的高度敏感性以及免疫反應(yīng)的高度特異性相互結(jié)合而逐漸興起的新型生物傳感器技術(shù)。在實(shí)際的應(yīng)用中具有檢測(cè)速度較快且花費(fèi)成本較為低廉的優(yōu)勢(shì)。一部分國(guó)外研究人員在對(duì)水質(zhì)大腸桿菌進(jìn)行檢測(cè)之時(shí)，采用壓電晶體免疫傳感器，能夠有效地尋找到大腸桿菌的抗原，并研究出相應(yīng)的克隆抗體。例如，在利用壓電晶體免疫傳感器進(jìn)行大腸桿菌的檢測(cè)之時(shí)，在細(xì)胞濃度處于106～109CFU/mL的范圍內(nèi)之時(shí)，免疫傳感器能夠?qū)Υ竽c桿菌的菌群數(shù)量進(jìn)行較為準(zhǔn)確的檢測(cè)，最終的檢測(cè)結(jié)果與常規(guī)性的計(jì)數(shù)檢測(cè)方法所得到的結(jié)果大致相當(dāng)，但是這種檢測(cè)方法在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中更為簡(jiǎn)捷，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到檢測(cè)的結(jié)果。

3.2 表面聲波免疫傳感器

在實(shí)際的應(yīng)用之時(shí)，表面聲波免疫傳感器和壓電晶體免疫傳感器有著相似之處，都是需要通過(guò)在晶體表面發(fā)生免疫反應(yīng)而使得晶體表面的負(fù)重得到改變，從而再利用改變超聲波頻率的方式對(duì)待測(cè)樣品當(dāng)中的抗原進(jìn)行檢測(cè)。這一項(xiàng)技術(shù)在對(duì)水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)中，檢測(cè)限能夠達(dá)到106CFU/mL，檢測(cè)時(shí)間僅僅3h，能夠檢測(cè)到400～105CFU/mL的大腸桿菌，有效地提升了大腸桿菌的檢測(cè)效率。

3.3 電流免疫傳感器

就目前而言，在免疫傳感器使用的過(guò)程當(dāng)中，電流免疫傳感器是使用較為廣泛的一種類型，它的應(yīng)用原理是在電位恒定的條件之下，電極的表面能夠在發(fā)生還原反應(yīng)的過(guò)程中對(duì)電流造成影響，利用電流的變化對(duì)待測(cè)物質(zhì)中的成分進(jìn)行檢測(cè)，一部分研究結(jié)果表明，電流免疫傳感器在對(duì)水質(zhì)大腸桿菌進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，能夠在10min內(nèi)分析大腸桿菌O157：H7，并能夠?qū)z測(cè)的結(jié)果精確到10CFU/mL的范圍之內(nèi)。同時(shí)還有部分研究者通過(guò)大腸桿菌中DH5a鏈的多克隆抗體進(jìn)行分析，開(kāi)發(fā)出了一種能夠?qū)λ|(zhì)大腸桿菌進(jìn)行檢測(cè)的完全電位交互生物傳感器，實(shí)際的檢測(cè)時(shí)間僅僅需1.5h，檢測(cè)限能夠達(dá)到10CFU/mL，使得水質(zhì)大腸桿菌的檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度大大

提升。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展，飲用水安全性對(duì)于人們有著十分重要的影響，特別是在將安全視為生命線的航空產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)尤其是這樣。然而在水質(zhì)環(huán)境當(dāng)中由于大腸桿菌等細(xì)菌的存在，要想提高飲用水的安全性，就需要將一系列新型檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，促進(jìn)水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)質(zhì)量的提升。生物技術(shù)作為一種新型檢測(cè)技術(shù)，在對(duì)水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中有著較大的優(yōu)勢(shì)，其中在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中需要對(duì)分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)、免疫分析檢測(cè)技術(shù)以及免疫傳感器等進(jìn)行綜合的分析，根據(jù)實(shí)際的情況，有針對(duì)性地選擇切實(shí)可行的生物檢測(cè)技術(shù)，為水質(zhì)大腸桿菌檢測(cè)質(zhì)量的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為人們提供高質(zhì)量的飲水安全。

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作者簡(jiǎn)介：鄭循志（1988-），男，四川成都人，四川省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限公司助理工程師，研究方向：水質(zhì)化驗(yàn)。

（責(zé)任編輯：王 波）