水体中大肠杆菌的检测分析新方法初探

摘 要：众所周知，作为水质卫生学的重要指标，大肠杆菌在检测水质环境的中有着极为关键的作用。饮用大肠杆菌污染的水质会对生命健康带来严重的危害，所以应严密检测水体尤其是深井水中的大肠杆菌，这对有效防止疾病传播，保护人身健康有着非常重要的意义。本文主要从大肠杆菌的特性及传统检测方法入手，重点分析了近年来大肠杆菌检测的新发展，尽可能在较短时间内快速检测出水体中的大肠杆菌。

关键词：深井水；大肠杆菌；检测；新方法

引 言

随着经济的发展及人们生活水平的不断提高，饮用水的安全问题越来越受到人们的关注。而作为人和动物肠道中数量最多的寄居菌，大肠杆菌在多数情况下不具有致病性，一旦致病性的大肠杆菌侵入体内，即可引起胆囊炎、腹泻等疾病。所以，探究快速检测大肠杆菌的新方法成为当前亟待解决的重要议题。

1 深井水中大肠杆菌的主要特征及传统方法

1.1 深井水中大肠杆菌的主要特征

（1）大肠杆菌的生化特征。异养兼性厌氧型是大肠杆菌的主要代谢类型，其能够发酵出麦芽糖、乳糖、葡萄糖等多种糖，并产气、产酸。大肠杆菌的代谢活动能够有效抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长，从而降低对人体的危害。同时，其还能够合成人体多必须的某些维生素，原料就是来自大肠的内容物，比如维生素B和K。

（2）大肠杆菌的培养特性。大家都知道，大肠杆菌的代谢合成能力很强，特别是在含有无机盐、铵盐、葡糖糖等的普通培养基上长势良好。37℃是大肠杆菌生产最适合的温度，但是在在42～44℃条件下，也可以生存，总体来说，15～46℃是其生长的温度范围。以品红亚硫酸钠培养基平板上的菌落形态为例：一种为具有金属光泽的菌落，一般为紫红色；一种为不带或者稍带金属光泽的菌落，一般为深红色；另一种为中心色比较深的菌落，一般为淡红色。

（3）大肠杆菌的致病性。一般情况下，对于人类及多数动物来说，大肠杆菌属于正常的寄居菌，通常无致病性。一旦当某些血清型的大肠杆菌入侵人体时，就会引发如腹膜炎、胆囊炎、膀胱炎等一系列的感染。依据不同生物学特性可将大肠杆菌的致病性分为五种，分别是：肠产毒性大肠杆菌、肠出血性大肠轩菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠站附性大肠杆菌以及致病性大肠杆菌。

1.2 大肠杆菌传统的检测方法

传统检测大肠杆菌的方法主要有滤膜法、平板计数法以及多管发酵法三种类型，这些检测方法是经过长期实践总结出来的，是全球大多数国家都推荐使用的标准检测技术，也是我国国家标准中规定的检测大肠杆菌的标准方法。然而这些传统常规的检测方法操作过程及其复杂、工作量大、鉴定周期长，已然无法满足当前大量样品的检测需要，所以加强对大肠杆菌检测新方法的探究势在必行。

2 深井水中大肠杆菌快速检测新方法

2.1 基于免疫分析学的快速检测技术

（1）荧光免疫检测技术即FIA。这项技术主要将荧光素当作标记物，并使其作用于抗原（抗体）上，当融合对应的抗体（抗原）时，即可通过荧光分光光度检测其强度，从而推算出需要检测物质的浓度。这种方法的灵敏度远远超过了放射性同位素标记所能达到的范围，并且其还具有存储时间长、准备标记物便利、无放射性污染、操作简单、应用范围广泛等特点，是一种新型的大肠杆菌检测方法。

（2）酶联免疫吸附法即ELISA。该项技术主要将抗原（抗体）吸附在固相载体上，且对载体实行免疫酶染色，着色后，经过分析定量或者定性的有色产物量就可以检测出样品中待检物质的含量。这种方法因其操作简单、反应灵敏、特异性强、标记物稳定等优点使用非常广泛。

（3）免疫胶体金标记法即OCGT。因其主要以胶体金作为标记物，以特异性抗原抗体反应为原理，以光镜电镜为技术手段对抗原（抗体）实施定性、定位甚至定量的新型大肠杆菌的检测方法。

2.2 基于分子生物学技术的快速检测技术

（1）聚合酶链反应技术即PCR。该项技术主要是由Cetus和Milius在1983年发明的可以在体外进行DNA快速扩增的一项技术。其产物可由荧光染色、标记探针、琼脂糖凝胶电泳等杂交进行检测，弥补了基因探针技术中存在的一系列问题。当前，用于检测大肠杆菌的聚合酶链反应技术有很多种，其中主要以多重和实时定量为主，且发展速度较快。

（2）DNA探针技术。这项技术主要是利用合成的与大肠杆菌RNA或者DNA序列互补的探针，并和大肠杆菌实施原位杂交技术，在这类检测与坚定过程中，应用最为普遍的就是16SrRNA探针。当前，美国的Gene TrakInc公司已经研发出专门转对检测大肠杆菌的DNA探针系统，并且已经商品化。我们都知道，应用聚合酶链反应来增加大腸杆菌的目标DNA，同时再用该探针进行杂交鉴定，而使用这项技术的好处就是在鉴定过程中不需要进行微生物分离培养，检测时间短，最快可在一小时之内拿到检测结果。就目前而言，这项技术主要用于食品及医学临床上的鉴定及检测，在对深井水中的大肠杆菌检测使用较少。

（3）基因芯片技术即Gene Chip。该项技术的应用原理为将各种基因寡核苷酸固定在芯片的表面，用聚合酶链反应扩增的微生物样品DNA制作荧光标记探针，之后再与芯片上的寡核苷酸杂交，最后扫面芯片获得样品中某些特异性微生物的含量。Gene Chip主要用于大规模的获取微生物含量的信息，其主要针对的是致病性的大肠杆菌，具有一定的高效性。当前，日本已经研发出商品化的大肠杆菌检测芯，但仅限于研究，尚未普及使用。

2.3 其他大肠杆菌快速检测的新技术

（1）生物传感器。作为化学传感器的一大类别，生物传感器以生物活性单元为生物敏感基元，主要包括酶、微生物、抗原或者抗体、核酸等。将这些生物敏感基元与被检测目标发生反应，并运用生物传感器捕捉反应过程中产生的变化量，同时准确的将连续或者离散的电信号表达出来，进而获得目标检测物的浓度。

（2）自动化仪器，全称为自动免疫测定分析仪，于上世纪七十年代诞生。最近几年以来，自动免疫测定分析仪因其操作简单、省时省力且具有较高的灵敏度和准确度被广泛应用于临床应用上。目前，流动性注射免疫分析法也就是FIIA被广泛使用，这种方法主要是运用了非平衡态检测原理，大大缩短了检测时间，效果更加优于自动化和快速测定法。

（3）ATP生物发光法。该项技术主要利用了生物发光反应原理。在检测过程中，生活发光的直接能源是ATP。众所周知，ATP是有细菌细胞分解释放出来的，且在有氧条件下，荧光素酶加速氧化形成荧光。荧光强度是与生物发光反应消耗的ATP呈正相关的，因此通过检测释放出来的ATP量就可以预算处活菌的数量。

（4）酶底物法。依据细菌在生存繁殖过程中释放与合成水解酶的特性来选择与之相应的指示剂和底物，共同配置成特定的培养基，并依据酶解反应后呈现出的荧光及颜色的变化来检测目标水体中是否含有特定细菌。大量实践表明，深井水大肠杆菌群在繁殖过程中能够产生大量的β-半乳糖苷酶，而这些β-半乳糖苷酶经过分解产生的ONPG则会呈现黄色的培养液，同时利用大肠埃希氏菌产生的β-葡萄糖醛酸酶分解MUG促使培养液在366nm波长的紫外线下出现荧光的原理，来甄别样品中大肠杆菌的含量。

3 结 语

水是生命之源，也是疾病传播的介质。然而随着经济的发展，我国水污染问题日益严重，江河湖海甚至深井水都受到了不同程度的污染，微生物超标成为目前水体普遍存在的问题。大肠杆菌作为人和动物肠道中最常见的一种细菌，通常情况下不具有致病性，但是也有某类致病性大肠杆菌会通过水体侵入人体的某些部位，引发流行疾病。然而目前传统检测方法已然远远无法满足当前水质检测的需要，所以探求快速准确的大肠杆菌的检测新方法刻不容缓。

参考文献

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[2]卢勉飞，蔡芷荷，吴清平，何天文.显色培养基快速检测食品中大肠杆菌的应用研究[J].中国热带医学，2009（07）.

[3]刘亚军.水体中大肠杆菌快速检测方法和仪器的研究[D].华东师范大学，2009.

作者简介：任艳（1976-），女，毕业于合肥联合大学九三级化工系化工工艺专业，从事化验员，供水水质检测工作。