贾第虫和隐孢子虫检测及灭活方法研究现状 优先出版.pdf

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第46卷第4期辽宁化工Vol.46，No.42017年4月LiaoningChemicalIndustryApril，2017贾第虫和隐孢子虫检测及灭活方法研究现状方远航，李嘉妮（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168）摘要：贾第虫和隐孢子虫(简称“两虫”)是两种严重危害水质安全的病原性原生动物。目前，针对水中“两虫”的检测与灭活方法的研究还处于起步阶段，仍需大量的实验研究。本文综述了“两虫”的特性及危害，重点阐述了以EPA1623法、免疫学技术、体外细胞感染和反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）为代表的检测方法，以氯气、二氧化氯、紫外、超声和紫外发光二极管为代表的灭活方法，同时对未来“两虫”的检测及灭活方法发展进行了展望。关键词：贾第虫；隐孢子虫；灭活；EPA1623法；紫外发光二极管中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1004-0935（2017）04-0399-03DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2017.04.030水资源是人类赖以生存必不可少的组成部分，1987年我国在南京首次报道发现了“两虫”疾对经济社会发展起到至关重要的作用。致病性微生病感染案例，随后全国多地均有此病爆发现象发生。物或原生动物是危及饮用水安全的主要因素，其中我国14个省（市、区）的腹泻儿童，“两虫”疾病[2]水源性隐孢子虫病和贾第虫疾病（隐孢子虫和贾第平均感染率为2.41%，各地感染率为0.9%至9.7%。鞭毛虫以下简称“两虫”）的爆发尤为突出。自20美国早在1996年和2002年就将隐孢子虫感染和贾世纪以来，在全球范围内均有“两虫”疾病爆发的第鞭毛虫感染列入国家必须申报的传染病名单中。报道出现，涵盖了六大洲70多个国家，美国疾病控新版《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中已制预防中心基于大数据对“两虫”疾病爆发进行了将贾第虫和隐孢子虫列入微生物学检测内容中，并估计，推断全球年感染“两虫”疾病患者约200万规定10L水中不得检出两虫。“两虫”疾病呈全球例。本文就水中贾第虫和隐孢子虫的特性、检测及爆发的趋势，对人类健康有着极大的威胁。因此，灭活方法进行详细阐述，以期加深对“两虫”的了如何控制“两虫”爆发及研发可靠的“两虫”的检解，揭示“两虫”的检测灭活机理，为发展“两虫”测与灭活方法刻不容缓。灭活新方法提供理论依据。2“两虫”检测方法1“两虫”特性及危害目前国内外常用的“两虫”检测评价方法包括隐孢子虫（Cryptosporidium）和贾第鞭毛虫EPA1623法、IFA（免疫荧光检测法）、体外细胞（Giardia）(“两虫”)是寄生于人和动物体内的肠道感染、原位杂交技术、RT-PCR技术等。原虫。人类和牲畜饮用了含有这些原虫卵囊或孢囊2.1EPA1623法的水可引起严重的消化道感染，甚至死亡。水、食“EPA1623法”由美国国家环保局（EPA）研物是“两虫”疾病爆发传播最重要的两种途径，“两发，是当前全球公认的测定水中隐孢子虫和贾第虫虫”通过水和食物进入人体可引发腹泻、痉挛、呕的标准方法。概括地说，该方法总体可分成三部分。吐等症状，甚至危及人体生命安全。“两虫”疾病是第一，过滤水样以收集“两虫”卵囊和孢囊；第二，世界上传播范围最广的腹泻病之一，是世界卫生组采用免疫磁分离法，对样品进行过滤以达到纯化的织认定的新型传染病。此病对免疫力低下患者的危目的；第三，通过免疫荧光显微镜法，检测上述步害更大，可引发多种并发症，严重时可危及生命。骤所得样品中的“两虫”数量个数。目前国内较大艾滋病患者若接触“两虫”将引发多种并发症，死的水务企业进行“两虫”检测时均采用该方法。[1]亡率几乎达100%。从2004到2010年，全球约2.2IFA（免疫学技术）[3]有120万例隐孢子虫病被发现检出。Christy等运用改良的酶联免疫学方法检测了收稿日期：2017-03-10作者简介：方远航（1994-），男，硕士研究生，江西省上饶市人，研究方向：污水处理及其资源化。 400辽宁化工2017年4月人肠道中的隐孢子虫和贾第虫，并于其他三种方法力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和进行了比较，发现免疫学方法在检测“两虫”的灵长寿命的紫外波段直接照射水体，将水中各种细菌、敏度和特异性方面均有进一步提升的可能性。病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死。紫2.3体外细胞感染技术外灭活“两虫”主要是针对DNA进行的，紫外消毒人结肠癌细胞是经由子孢子入侵人工培养的动可抑制或阻碍核酸复制和蛋白表达，从而导致细胞物细胞，通过无性繁殖产生裂殖子，从而形成新的凋亡。[4]卵囊细胞。Rochelle等采用HCT-8感染和CD-13.4超声感染，检测经过紫外和氯消毒后“两虫”卵囊感染目前国内外针对“两虫”的超声灭活研究并不性，结果显示两者具有良好的相关度。多，超声灭活“两虫”的研究刚刚起步。M.Olvera[8]2.4反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）等采用1MHz高频超声对隐孢子虫卵囊进行了灭反转录-聚合酶链式反应建立在分子水平，由活研究。结果显示：60mL的样品被注射到蒸馏水于细胞脱氧核糖核酸（DNA）具有良好的活性，在中并定容到确定的体积，其中含90%的隐孢子虫卵2细胞凋亡后依然可以存活一定时间，因而给常规囊，每个样品中的卵囊溶度为3.3×10个/mL，超声[5]PCR技术检测卵囊活性带来了挑战。Jex等利用包处理在室温（24~25℃）下进行，在超声的过程中被抗原的磁珠对隐孢子虫卵囊进行反转录-聚合酶每间隔1min记录一次温度及pH的变化，温度随时链式反应，在待测水样中筛选出具有活性的隐孢子间的增加而升高，而pH则先降后升，2min、1MHz虫卵囊。的超声处理卵囊的存活率下降了87.82%，4min后近些年，我国科研工作者也借鉴国外经验开发失去活性的卵囊数量上升至94.02%，最终10min[6]出一些新的检测方法。张彤等借鉴美国国家环保后灭活率依然为94.02%；同时对超声灭活隐孢子虫总局（EPA）的1623检测方法，并对其进行了优化，卵囊的能量和经济消耗进行了核算，在100mL样[7]取得了较好的检测效果。张冬青等以免疫荧光染品中灭活数与能量消耗的关系大约是7个卵囊/W，色法对饮用水中的“两虫”进行定量和定性分析，少于0.1个卵囊/J。其卵囊和孢囊初始回收率分别为56%和35%，远高3.5紫外发光二极管于EPA1623方法的要求。紫外发光二极管技术指能发出近紫外光的一种发光二极管，它的发光原理同普通发光二极管一样。3“两虫”灭活方法它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于3.1氯气一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，氯气可以有效的杀灭水中的细菌病毒等致病物起到保护内部芯线的作用。21世纪以来，国内外对质，但只有在密度值高达7200mg·min/L上时，方紫外发光二极管在微生物灭活方面的效果进行了大[9]才对“两虫”具有一定的灭活效果。与此同时，不量研究。Bowker等采用紫外发光二极管技术研究可避免的产生了诸多的消毒副产物，对饮用水水质了三种非病原微生物（MS-2噬菌体、T7噬菌体和产生不良影响。此外，氯消毒也存在一定的安全风大肠杆菌）与UV能力密度的关系。结果表明：虽险，如水中微量有机物易与氯反应，可能产生三氯然UV-LED技术在进行消毒处理时能量输出较低，甲烷、卤乙酸、四氯化碳等强致癌物质。且需要较长的暴露时间，但却是可以作为常规汞灯3.2二氧化氯UV消毒的替代方法。二氧化氯（ClO2）是国际上公认的高效消毒灭4结论菌剂，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、细菌芽孢、分枝杆菌和病毒等，并且这些细菌不会研究水中贾第虫和隐孢子虫的检测及灭活方产生抗药性。因此，越来越多国家和地区在饮用水法，对提高用户终端用水质量，降低居民健康风险，处理工艺中选择二氧化氯作为给水厂消毒剂。确保饮用水水质安全具有重要意义。目前我国关于3.3紫外“两虫”的研究检测刚刚起步，仍需要大量的实验紫外线（UV）对于水中病原微生物的消毒十分研究去完善。构建科学合理的贾第虫和隐孢子虫检有效。紫外消毒技术是在近代防疫学、医学和光动测及灭活方法，为饮用水安全、二次消毒防控提供 第46卷第4期方远航，等：贾第虫和隐孢子虫检测及灭活方法研究现状401基础，揭示“两虫”的检测灭活机理，为发展“两21(2):81-7.［5］JexAR,SmithHVMonisPT,CampbellBE,etal.虫”灭活新方法提供理论依据，必将成为一个新的Cryptosporidium--biotechnologicaladvancesinthedetection,diagnosis研究方向。andanalysisofgeneticvariation.[J].BiotechnologyAdvances,2008,26(4):304-17.参考文献：［6］张彤,胡洪营,宗祖胜.免疫磁性分离法检测水中隐孢子虫和贾第［1］OconnorRM,ShaffieR,KangG,etal.Cryptosporidiosisinpatientswith鞭毛虫的影响因素[J].环境与健康杂志,2007,24(1):56-58.HIV/AIDS[J].Aids,2011,25(5):549-60.［7］张冬青,李红岩,李栋,等.密度梯度分离纯化/免疫荧光技检测饮用［2］蔡炯.介水蓝氏贾第鞭毛虫和隐孢子虫感染的流行现状及控制[J].水中"两虫"[J].中国给水排水,2009,25(2):78-80.中国卫生检验杂志,2005,15(11):1401-1402.［8］Olvera.M,Eguia.A,Rodriguez.O,etal.InactivationofCryptosporidium［3］ChristyNCV,HenckeJD,CadizED,etal.Multisiteperformanceparvumoocystsinwaterusingultrasonicevaluationofanenzyme-linkedimmunosorbentassayfordetectionoftreatment[J].BioresourceTechnology,2008,99:2046-2049.Giardia,Cryptosporidium,andEntamoebahistolyticaantigensinhuman［9］Bowker.C,AmandaS,MaxS,etal.MicrobialUVfluence-responsestool[J].JournalofClinicalMicrobiology,2012,50(5):1762-3.assessmentusinganovelUV-LEDcollimatedbeamsystem[J].Water［4］RochellePA,UptonSJ,MonteloneBA,etal.TheresponseofResearch,2011,45:2011-2019．Cryptosporidiumparvum,toUVlight[J].TrendsinParasitology,2005,ResearchStatusofDetectionandInactivationMethodsofGiardiaandCryptosporidiosisFANGYuan-hang,LIJia-ni（ShenyangJianzhuUniversity,LiaoningShenyang110168,China）Abstract:Giardiaandcryptosporidiosisaretwospeciepathogenicprotozoan,whichendangerthesafetyofthewaterqualityseriously.Atpresent,studyonthemethodsfordetectionandinactivationofgiardiaandcryptosporidiosisarestillinitsinfancy.Inthispaper,characteristicsandhazardsofgiardiaandcryptosporidiumwereintroduced;detectionmethodssuchasEPA1623,immunologicaltechnique,infectioncellandRT-PCRwerediscussedaswellasinactivationmethodssuchasCl2,ClO2,ultraviolet,ultrasonicandUV-LED.Atthesametime,thedevelopmenttrendofdetectionandinactivationmethodsofgiardiaandcryptosporidiosiswasprospected.Keywords:giardia;cryptosporidiosis;inactivation;EPA1623;UV-LED（上接第398页）［2］郭秀川.压力管道安装质量的影响因素及其控制[J].科技创新与应用，2013（4）：103.参考文献：［3］史云峰，陈甲学，胡东方.压力管道安装质量与控制[J].化工管理，［1］宋亚强.压力管道安装监督检验的问题探讨[J].化工设备与管道，2015（3）：128．2012,49（1）:49-50+66．SeveralProblemsinInstallationProcessofIndustrialPressurePiping12ZHUZheng-hong,CHENLong-fei（1.LiaoningProvincePetroleum-chemicalIndustryPlanning&DesigningInstituteCo.,Ltd.,LiaoningShenyang110004，China；2.ChinaHuanqiuContracting&EngineeringCorp.LiaoningBranch,LiaoningFushun113000，China）Abstract:Severalproblemsininstallationprocessofindustrialpressurepipingwereanalyzed.Inordertoensurethequalityoftheproject，basedonsiteactualsituation,Improvementmeasuresandrecommendationswereputforward.Keywords:pressurepiping;installation;problems