化學滅活方法范文
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篇1
[關鍵詞] 病毒滅活血漿;新鮮冰凍血漿;血漿置換;效果
[中圖分類號] R457.1+4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721(2013)05(b)-0062-02
亞甲藍光化學(MB)法滅活血漿中的病毒是一種最安全、有效的適合于臨床用單袋血漿病毒滅活的方法,其滅活效果已被大量實驗證實[1-2],輸注病毒滅活血漿成為當前國內外預防輸注血漿制品傳播傳染病的有效措施,MB法病毒滅活血漿技術,已被推廣應用于全國部分血站。對于MB法病毒滅活血漿后,對于血漿內有效成分的影響國內各家血站報道不一,但是都一致顯示MB法病毒滅活后的血漿有效成分有所改變[3-4]。但是這些或多或少的改變是否影響臨床應用效果,尤其是在血漿置換中大量應用血漿時是否有影響,國內目前尚無報道。筆者對此情況進行了研究,具體如下:
1 資料與方法
1.1 一般資料
2012年1~6月隨機采用庫存新鮮冰凍血漿。無償獻血者的血液(400 mL/袋),于采集后6 h內分離制備的新鮮血漿(5000 g/min,10 min,4℃),按照操作規程制備成新鮮冰凍血漿(200 mL/袋)。在凈化間將血漿與一次性病毒滅活輸血過濾器相連。向血漿中加入亞甲藍,混勻后使亞甲藍的濃度為1 μg/mL,并在31800LX強度的光照下4℃搖動照射30 min,然后把經光照后的血漿通過一次性血漿滅活血袋的濾器濾除亞甲藍,制備成病毒滅活血漿。
同期選擇在洛陽市所進行的血漿置換患者26例,其中重癥肝病患者19例,有機磷農藥中毒7例,患者年齡在15~50歲,中位年齡31歲,其中,男性17例,女性9例,以上病例在血漿置換中12例置換液采用新鮮冰凍血漿,采用病毒滅活血漿14例。
1.2 方法
光照病毒滅活:(1)采用中保康醫療器具有限公司生產的ZBK-YBM-01型醫用血槳病毒滅活柜,操作按說明書;(2)采用上海輸血技術有限公司生產的HDME-1醫用血漿病毒滅活柜,操作按說明書。
血漿置換法:采用美國血液技術公司生產的MCS+型血細胞分離機,選擇血漿置換程序及TPE規程卡、980E耗材,置換液采用新鮮冰凍血漿或病毒滅活血漿。
主要儀器:SORVAL 3BP離心機(美國Thermo 公司),ZBK-YBM-01型醫用血漿病毒滅活柜及耗材(淄博中保康醫療器具有限公司),MCS+型血細胞分離機及耗材(美國血液技術公司生產),奧林巴斯全自動生化分析儀。
1.3 觀察指標
血漿凝血因子活性側定:應用國際通用的一期法檢測血漿。血漿清蛋白測定: 用雙縮脈法檢測血漿總蛋白。
1.4 統計分析
應用SPSS 12.0分析軟件,分析應用新鮮冰凍血漿和病毒滅活血漿血漿置換兩組間的凝血時間、血漿蛋白比較采用t檢驗。
2 結果
2.1 不同血漿置換前后患者凝血因子比較
應用新鮮冰凍血漿、病毒滅活血漿進行血漿置換治療后,凝血因子結果見表1。結果顯示應用病毒滅活血漿組治療后患者PT、APTT與治療前比較差異有統計學意義(P < 0.05)。
2.2 不同血漿置換前后患者血漿蛋白比較
應用新鮮冰凍血漿、病毒滅活血漿血漿置換治療后,血漿蛋白結果表2。結果顯示兩組治療前后清蛋白檢測差異無統計學意(P > 0.05)。
3 討論
血漿是可發生經輸血傳播疾病的主要血液成分之一,近幾年的用量持續增加,因此在保證血漿臨床輸用安全的同時,提高血漿質量和應用效果是非常重要的。病毒滅活作為一種降低輸血風險的新技術,除應能有效地滅活血液成分中可能存在的病毒外,更重要的是對血液成分的功能應無顯著性影響,保證血液成分的足夠療效。MB光化學法是近年發展起來的新技術[5-6]。光化學法滅活病毒的機制主要是依靠光敏劑在光照射下,產生自由基(一類機制)或單線態氧(二類機制)氧化損傷病毒的分子結構,從而殺滅病毒,由于目前全國各地血站供臨床使用的血漿均為單人份血漿,其可能內含的脂質包膜病毒,對人體健康有危害,為了克服此危害,必須對脂質包膜病毒滅活。大量實驗數據證明,用亞甲藍光化學處理血漿可完全滅活血漿內所含的VSV和Sindbis病毒(這2種病毒是國內外公認的血液制品病毒滅活有效性的指示病毒,其中VSV是HIV的模型病毒,Sindbis是HCV的模型病毒,均為RNA脂質包膜病毒),病毒滴度明顯下降。同時保證血漿主要凝血因子(Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ)的回收率>80%,白、球蛋白的回收率>90%。血漿蛋白的免疫原性無變化,總蛋白損失輕微[7]。
血漿置換因患者病情需幾乎置換出患者體內原有血漿,本研究旨在研究大量應用病毒滅活冰凍血漿后患者體內的凝血狀態以及血清蛋白的變化。研究結果表明,大量的新鮮冰凍血漿應用后患者體內的凝血狀態以及血清蛋白均無明顯變化,但是病毒滅活冰凍血漿應用后,患者體內凝PT、APTT均有所延長,但是延長均在正常范圍內,說明病毒滅活冰凍血漿應用量較大時可以影響患者體內凝血。凝血因子絕大多數在肝臟合成,肝實質損傷可導致凝血因子的合成減少,表現為凝血酶原(PT)延長,患者有出血傾向。因此肝病患者在血漿置換過程中,推薦使用新鮮冰凍血漿(FFP)做置換液,臨床效果更佳。筆者在多例臨床血漿置換術應用當中,根據不同患者、不同病情使用不同血漿(新鮮冰凍血漿、病毒滅活血漿),均獲得良好療效。
有研究表明雖然過濾前后FⅧ和FⅨ因子活性幾乎無改變,但是對因子影響最大的是滅活過程[8]。經過MB光化學法對血漿進行病毒滅活處理后,血漿中的FⅨ因子滅活前后變化不大,FⅧ因子水平下降,但活性水平仍大于75%,仍在國家質量標準允許范圍內,雖然對因子有一定的損傷作用,但結合其滅活性能,MB光化學病毒滅活工藝對單人份血漿的病毒滅活還是一種比較有效的方法,其對臨床輸血安全性具有重要意義。臨床在應用病毒滅活血漿時,可以適當增加用量,保證治療效果,如將原來10~15 mL/kg的應用劑量增加25%用量,提高至13~19 mL/kg[2]。
要從根本上控制和杜絕血源性的傳染病,除加強篩查以外,還必須對血液進行滅活病毒處理,才能達到輸血安全的目的。血液成分的病毒滅活是實現安全輸血的唯一途徑。尤其在進行血漿置換術中,大量應用血漿制品時,病毒滅活血漿安全性仍較高。
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篇2
關鍵詞:獸用疫苗 滅活 工藝 設備選型計算
中圖分類號:S852 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(b)-0225-01
1 滅活苗簡述
疫苗:凡是具有良好免疫原性的病原微生物,經繁殖和處理后制成的制品,用以接種動物能產生相應的免疫力者。除一般活菌(毒)疫苗、滅活疫苗外,還包括類毒素、類毒素與菌體混合疫苗、亞單位組份苗、基因缺失疫苗、活載體疫苗、人工合成疫苗、抗獨特型抗體疫苗等。
滅活疫苗:用物理方法或化學方法將其滅活后制成的疫苗。
2 各種動物疫苗工藝流程示例
(1)滅活苗生產工藝過程簡述
滅活雞胚苗:采用國內成熟的雞胚培養病毒的技術。將種毒接種于9~11日齡非免疫雞胚,接種后的雞胚放在孵化箱中繼續孵化,棄去接種后24 h內死亡的雞胚,培養好的雞胚取出,放在2~8 ℃冷庫中冷藏,之后收獲雞胚尿囊液等。收獲的雞胚尿囊液等加入甲醛等滅活劑滅活,滅活后的雞胚尿囊液等置2~8 ℃冷庫冷藏備用。
(2)滅活細胞苗:將配制好的細胞培養液加入轉瓶,將轉瓶置于溫室中培養,待轉瓶內長成單層細胞后,將毒種接種入轉瓶中,之后在溫室中繼續培養,收獲病毒原液。收獲的病毒原液加入甲醛等滅活劑滅活,滅活后的病毒原液置2~8 ℃冷庫冷藏備用。
(3)滅活細菌苗:采用發酵罐發酵培養細菌和固體培養細菌兩種技術。將菌種接種于培養液中,經發酵罐培養或接種在瓊脂平板上培養,收獲菌液(苔)。收獲的細菌加入甲醛等滅活劑滅活,滅活后的菌液置2~8 ℃冷庫或儲液罐中冷藏備用。
(4)乳化配滅活苗:在乳化罐中加入佐劑,滅菌冷卻后,按配比加入從冷庫中取出的抗原液,經乳化后分裝入疫苗瓶,分裝后的產品待檢驗合格后,包裝入庫。
3 滅活疫苗工藝設備計算示例
滅活疫苗車間的計算
A.前孵化箱計算
根據生產大綱,若年產雞胚滅活疫苗10000萬mL,疫苗水相與油相的配比為25%:75%,折合水相(病毒原液)2500萬mL。
每枚非免疫雞胚可生產病毒原液10 mL,雞胚前孵化成功率為90%,后孵化成功率為90%,疫苗分裝成品率為90%,則年需雞胚量為:
2500萬mL/年÷10mL/胚÷90%÷90%÷90%≈342.9萬胚/年
雞胚前孵化10天計,每年生產日數為300天,則全年可孵化30批。
每批需孵化雞胚
342.9萬胚/年÷30批/年≈11.4萬胚/批
前孵化采用6臺19200蛋位的孵化箱可滿足生產的需要。
B.后孵化箱計算
本項目雞胚接毒后采用孵化箱繼續孵化,年孵化量為
2500萬mL/年÷10mL/胚÷90%÷90%≈308.6萬胚/年
雞胚后孵化時間以3天計,每年生產日數為300天,則全年可孵化100批。
每批需孵化雞胚
308.6萬胚/年÷100批/年≈3.09萬胚/批
本項目配置3臺19200蛋位的孵化箱作為后孵化箱,可以滿足生產的需要。
C.轉瓶機計算
年產細胞滅活苗2000萬ml,
滅活苗水相(病毒原液):油相=25%:75%
則年需病毒原液
2000萬ml/年×25%=500萬ml/年
采用容積為3000ml的轉瓶,轉瓶的裝量為轉瓶容積的10%,即300ml/轉瓶,細胞培養的成功率為90%,病毒培養的收獲率為90%,疫苗分裝成品率為90%。
全年需培養細胞:
500萬mL/年÷90%÷90%÷90%≈685.9萬mL/年
細胞培養的時間為4天,全年生產日數為300天每批需培養細胞:
685.9萬mL/年÷75批/年÷300mL/轉瓶≈305轉瓶/批
需配置3000mL、40瓶位轉瓶機
305轉瓶/批÷40瓶/臺≈8臺
全年需培養病毒:
500萬mL/年÷90%÷90%≈617.3萬mL/年
病毒培養時間為2天,全年生產日數為300天,每批需培養病毒:
617.3萬mL/年÷150批/年÷300mL/轉瓶≈137轉瓶/批
需配置3000mL、40瓶位轉瓶機
137轉瓶/批÷40瓶/臺≈4臺
D.發酵罐計算
根據生產大綱,年產細菌滅活疫苗650萬mL,滅活苗水相(細菌原液):油相=25%:75%
則年需細菌原液
650萬mL/年×25%=162.5萬mL/年
年工作日按300天計,細菌液每5天可培養一批,全年可培養60批,每批需培養細菌原液(細菌培養的成功率為90%,細菌液的收獲率為90%,疫苗分裝成品率為90%。)
162.5萬mL/年÷60批/年÷90%÷ 90%÷90%≈3.7萬mL/批
細菌發酵罐裝量為罐容積的70%,則發酵罐的容積為:
3.7萬mL÷70%≈5.3萬mL=53L
故配置100L發酵罐一套,可滿足生產的要求,并預留一定的生產能力以滿足擴產的需要。
E.乳化分裝工序設備計算
根據生產大綱,滅活疫苗年產量為12650萬mL,共分為120批進行配苗乳化,則每批需配苗
12650萬mL/年÷120批/年≈100萬mL/批
配置一套1500L的乳化設備(含油佐劑制備罐1臺,乳化罐1臺,儲液罐1臺,高壓勻漿泵1臺),可滿足生產的需要。
液體灌裝機:
每批疫苗需分裝的瓶數為
100萬mL/批÷100mL/瓶=10000瓶/批(以100mL/瓶計)
選用2臺ZD-Ⅱ型全自動液體灌裝機,該機灌裝速度為60瓶/min,每小時可灌裝3600瓶,2 h可完成全部灌裝量,滿足生產的需要。
軋蓋機、貼簽機、熱風循環烘箱、脈動真空蒸汽滅菌器、細胞瓶洗瓶機等設備按生產能力配套設置。
參考文獻
[1] 中國獸藥典委員會.中國獸藥典[M].中國農業出版社,2010.
篇3
【關鍵詞】 改良疣體包埋術;疣體滅活劑;扁平疣;臨床療效
扁平疣是臨床上常見且難治愈的皮膚病之一, 目前臨床治療扁平疣的方法很多, 如:口服烏羅托品、氧化鎂, 聚肌胞肌內注射, 局部1%噴昔洛韋霜外用, 激光、冷凍治療等, 但療效均不十分顯著[1, 2]。本科2012年10月~2013年10月應用改良自身疣體皮下埋植結合自制疣體滅活劑肌內注射治療難治性扁平疣53例取得很好療效。現報告如下。
1 資料與方法
1. 1 一般資料 選取本院2012年10月~2013年10月收治的103例難治性扁平疣患者, 年齡18~60歲, 病程1~10年, 皮疹分布以面部、頸部、四肢為主。經過口服、肌內注射抗病毒藥物治療、口服中藥治療效果不佳, 治療時間≥6個月。將患者隨機分為對照組(50例)與治療組(53例)。治療組年齡20~60歲, 平均年齡(35.00±8.22)歲;對照組年齡20~60歲, 平均年齡(35.02±8.32)歲;兩組患者一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05), 具有可比性。
1. 2 治療方法
1. 2. 1 兩組相同的治療方法 改良型疣體包埋術, 具體操作方法如下:取生長部位相對隱蔽的疣體2個, 消毒、鋪巾, 用手術刀沿疣體取至基底層, 取新鮮疣體后壓迫止血, 修剪疣體表面角質層, 將疣體剪成直徑約0.4 mm碎片, 選取患者前臂中段伸側, 消毒, 由自制針式推進器(由9號注射器針頭和針芯組成, 針芯為針灸針0.6 mm型毫針剪去尖端、磨平, 長度與9號注射器針頭長度相同, 其外徑與9號注射器針管內徑相仿)。取無菌9號注射器針頭1枚, 眼科鑷夾取疣體顆粒從針管尖端塞入約填入半針管, 接口端置入針芯半截。轉入前臂上1/3屈側區, 消毒, 針頭斜面向上和皮膚呈30~40°, 左手捏起患者皮膚, 右手持已填充疣體顆粒的針頭從捏住皮膚一側進針, 深度約0.5~1.0 cm, 左手松開, 輕撥動針頭尾部推進疣體顆粒, 邊固定針芯邊退針, 術畢, 創可貼覆蓋創口[3, 4]。
1. 2. 2 兩組不同的治療方法 治療組采用改良疣體包埋術聯合疣體滅活劑肌內注射治療。術后1周肌內注射疣體滅活劑。疣體滅活劑具體制作方法如下:取另一個切除下來的疣體, 給予生理鹽水清洗、紫外線消殺、95%酒精固定, 次日液氮冷凍滅活疣體, 疣體研磨后, 再次給予紫外線消殺, 培養基接種排除雜菌生長, 2 ml生理鹽水稀釋, 疣體滅活劑制作完成, 存于4℃冰箱冷藏備用[5, 6]。于前臂三角肌肌內注射1 ml。術后2周同上法再次肌內注射剩余1 ml疣體滅活劑。1個療程結束, 3個月觀察療效并隨訪。對照組采用改良疣體包埋術結合隔日肌內注射注射用胸腺五肽針(深圳翰宇藥業股份有限公司生產, 10 mg/支) 10 mg/次, 2個月為1個療程。
1. 3 療效判定標準 痊愈:皮損全部消退, 隨訪期間無復發;顯效:皮損消退≥70%或疣體明顯萎縮;進步:皮損消退≥40%;無效:皮損消退
1. 4 統計學方法 采用SPSS14.0統計學軟件對數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差( x-±s)表示, 采用t檢驗;計數資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗。P
2 結果
治療組的痊愈率和有效率優于對照組(P
3 討論
扁平疣其發病跟患者的細胞免疫關系密切, 改良型疣體包埋術是一種微創形式的刺激機體產生主動免疫的方法[7]。包埋的疣體相當于微毒株的自體生物制劑[8-10]。疣體滅活劑是將該自體微毒株給予化學滅活, 但仍保留其免疫原性。因其是自身疣體包埋更易刺激機體而獲得強而持久的免疫力。注射用胸腺五肽, 是臨床常用的免疫調節劑, 可調節和增強人體細胞免疫功能, 臨床治療扁平疣取得很好療效。治療組的有效率為96.23%明顯高于對照組的82.00%(P
綜上所述, 疣體包埋術聯合疣體滅活劑治療較疣體包埋術聯合注射用胸腺五肽針對難治性扁平疣有較高的痊愈率和有效率, 值得臨床推廣。
參考文獻
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篇4
關鍵詞 家蠶;病原體;過碳酸鈉;消毒;效果
中圖分類號 S884.1+1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)02-0240-01
現在蠶業生產上多用醛制劑[1-2]、氯制劑[3-6]對家蠶的病原體進行消毒,醛制劑和氯制劑對環境有影響,需要研究新的消毒劑進行替代以減少對環境的污染。過碳酸鈉,又稱過氧碳酸鈉,分子式為2Na2CO3?3H2O2,是碳酸鈉和過氧化氫的加成復合物,過碳酸鈉具有無毒、無臭、無污染等優點,遇水釋放出H2O2,具有漂白、殺菌等效果[7-10]。本文通過用不同濃度的過碳酸鈉水溶液與病原體混合的方法,研究了過碳酸鈉對幾種家蠶主要病原體的消毒效果。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 供試家蠶品種。供試家蠶品種為山東廣通蠶種集團有限公司提供的菁松×皓月。蠶卵正常環境下催青孵化,幼蟲在溫度為24~28 ℃、相對濕度為70%的環境條件下飼喂桑葉。
1.1.2 供試藥品。供試藥品為過碳酸鈉,活性氧含量≥13.5%,由國藥集團化學試劑有限公司生產,生產批號為20150828。
1.1.3 供試病原。供試病原均由山東省蠶業研究所蠶病研究室保存。家蠶病原白僵菌(Beauveria bassiana)從5齡幼蟲接種白僵菌后發病死亡的蠶體中分離所得;黃曲霉(Asper-gillus flavus)從5齡幼蟲接種黃曲霉菌后l病死亡的蠶體中分離所得。對家蠶病原白僵菌、黃曲霉2種病原真菌取分生孢子加一定量的吐溫-80,使其于滅菌蒸餾水中處于懸浮狀態,使用2層紗布進行過濾,稀釋至1.0億個/mL置冰箱中于4 ℃環境溫度下保存備用,保存時間為30 d以內。家蠶核型多角體病毒(BmNPV)多角體通過家蠶繼代制取,病毒多角體精制后配成0.5億個/mL的病毒多角體懸液,并置于4 ℃條件下保存備用。
1.2 對核型多角體病毒(BmNPV)的消毒效果試驗
將0.5億個/mL的BmNPV病毒多角體懸液200 μL分別與質量濃度為50.0、25.0、12.5 mg/mL的過碳酸鈉藥液200 μL混合,30 min后涂于桑葉正反面,給蟻蠶添食24 h,飼養2個齡期后調查滅活率。以自來水替代藥液處理為毒對照。
1.3 對白僵菌、曲霉菌的消毒效果試驗
將配制的1.0億個/mL白僵菌、曲霉菌的孢子懸液分別與質量濃度為20.0、10.0、5.0、2.5、1.3 mg/mL的過碳酸鈉藥液各200 μL等量混合30 min,曲霉菌處理組涂于蟻蠶體表、白僵菌處理組涂于2齡起蠶體表,保濕飼育24 h,2個齡期后進行滅活率調查。以自來水替代過碳酸鈉藥液處理為毒對照。
2 結果與分析
2.1 對核型多角體病毒(BmNPV)的消毒效果
不同濃度過碳酸鈉溶液對核型多角體病毒(BmNPV)的消毒效果見表1。從表中看出,過碳酸鈉對多角體病毒的消毒能力較差,當濃度達到25.0 g/L時,對核型多角體病毒(BmNPV)的滅活率只有12.0%,當濃度繼續增大到50.0 g/L時,對桑葉造成損害,已無消毒意義。
2.2 對白僵菌、曲霉菌的消毒效果
不同濃度的過碳酸鈉溶液對白僵菌、曲霉菌的消毒效果見表2。從表中看出,過碳酸鈉對白僵菌的消毒能力隨濃度的降低下降明顯,而對曲霉菌的消毒能力則下降較慢;當濃度為20.0 g/L時,對白僵菌的消毒效果強于對曲霉菌的消毒效果,對白僵菌的滅活率達到100.0%,對曲霉菌的滅活率為84.8%,當濃度降低到到1.3 g/L時,對白僵菌的滅活率已為0,對曲霉菌的滅活率仍有19.0%。
3 結論
根據試驗結果可知,過碳酸鈉對家蠶核型多角體病毒(BmNPV)的消毒能力差,對白僵菌、曲霉菌有一定的消毒效果。雖然過碳酸鈉有無毒、無臭、無污染,可殺滅大腸桿菌、葡萄球菌、肝炎病毒等常見病菌等優點,但由于對家蠶的幾種病原菌消毒效果不理想,所以以過碳酸鈉作為單獨成分的消毒劑在蠶業生產方面應用效果不佳,需配合其他藥劑來使用。
4 參考文獻
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篇5
一、生化藥物的制備方法
生化制藥就是將動物、植物或微生物機體內的生物活性物質在其結構和功能不遭破壞的前提下,采用多種生化分離的方法提取、純化的工藝過程。 ??生化制藥的六個階段:原料的選擇和預處理;組織及細胞的破碎;從破碎的細胞中提取有效成分制成粗品;采用多種生化技術從粗品中將目的物精制出來;干燥及保存;制劑。以上各階段在不同的生化藥物制備中,根據所選材料的不同,可靈活取舍選擇使用
生化藥物的分離純化方法主要有五類:根據分子大小和形狀不同進行分離,如凝膠過濾法、透析和超濾法、密度梯度離心法等;根據分子的帶電性質進行分離,如離子交換層析法、電泳法、等電聚焦法;根據分子極性大小及溶解度不同進行分離,如等電點沉淀法、鹽析法、有機溶劑沉淀法、逆流分配法等;根據配體特異性進行分離,如親和層析法;根據物質吸附性質不同進行分離,如選擇性吸附和吸附層析法。
二、生化藥物質量控制研究要點
(一)臟器生化藥物
臟器生化藥是指從動物來源的生化藥物,即從動物的組織、器官、腺體、體液、分泌物以及胎盤、毛、皮、角和蹄甲等提取的藥物。臟器生化藥物中多數有效成分不明確,多屬高分子物質,現在多數還不能用合成的方法生產,有的物質還需要有同時存在的其它物質的協同作用才能發揮較好的生理功能。
(二)臟器生化藥物的研究和質量控制要點
因動物的來源復雜(包括動物的種屬、健康狀況、飼養環境、年齡、采集時間、采集方法等),提取純化工藝簡單,其有效成分的含量和比例會產生較大的差異,因此,單靠質量標準不能全面控制產品的質量,而需要控制源頭和工藝過程,再結合質量標準才能較有效地控制產品的質量,確保臨床應用的安全性和有效性。換句話說,生化藥物的質量控制重點就是要保證生產產品與臨床研究樣品質量一致,這種質量的一致性單憑質量標準中的質量控制指標不能全面地反映出來(這一點不同于化學藥物),必須通過嚴格地控制源頭和工藝過程來實現,這一點類似于生物制品。
1、臟器生化藥物研究的一般過程
研究臟器生化藥物首先要固定源頭(原材料),包括動物的種屬、健康狀況、飼養環境(封閉飼養)、年齡、采集時間和采集方法等,并制訂原材料的質量標準。然后研究合適的提取純化方法,包括動物源性病毒的滅活和驗證,確定原液(或半成品)的生產工藝;研究原液(或半成品)中的主要成分、含量、主成分的比例,以及其它成分的控制方法等,制訂原液(或半成品)的質量標準。進行制劑的處方工藝研究,最后制成臨床應用的制劑(成品),并進行相應的質量研究,制訂成品的質量標準。
2、動物源性病毒的滅活工藝及驗證
因組織來源動物的種類不同,其自然攜帶或者感染病毒的種類也會有所不同,再加上目前動物來源的原材料可控性較差,故必須要對動物源性病毒進行滅活或去除,并對滅活或去除工藝進行驗證。滅活或去除動物源性病毒,首先要了解選定動物的病毒情況,重點關注已確認對人類具有感染和致病能力的病毒(例如牛和豬的口蹄疫病毒,豬的乙型腦炎病毒等)及已有試驗提示與人類疾病具有關聯性的病毒(例如牛腹瀉病毒,豬的戊肝病毒等),了解病毒的生物學和對理化因素敏感性等方面的特性。檢驗原材料中病毒的污染程度和負載量,為采取相應的處理工藝提供研究數據。如果已知原材料中污染了對人感染或者致病的病毒,或者檢出了內源性逆轉錄病毒、具有種屬特異性的其它污染病毒,則必須廢棄該原材料并妥善處理。
3、臟器生化藥物的質量控制要點
根據臟器生化藥物研究的一般過程,其質量控制要點主要分以下三個方面:固定源頭(原材料),包括動物的種屬、健康狀況、飼養環境(封閉飼養)、年齡、采集時間和采集方法等,并制訂原材料的質量標準;研究合適的提取純化方法,包括動物源性病毒的滅活和驗證,確定原液(或半成品)的生產工藝,研究原液(或半成品)中的主要成分、含量、主成分的比例,以及其它成分的控制方法等,制訂原液(或半成品)的質量標準;進行制劑的處方工藝研究,制成臨床應用的制劑(成品),并進行相應的質量研究,制訂成品的質量標準。總之,臟器生化藥物質量控制的核心就是全程控制(從源頭到終產品,工藝過程控制和質量標準控制)。
三、生化藥物研究應注意的問題
因生化藥物的來源復雜,不同的原材料和生產工藝得到的產品的質量會有差異,包括主要成分的含量、比例,以及其它成分的種類和/或含量等,而這些差異往往質量標準反映不出來,從嚴格意義上說,生化藥物沒有仿制。所以,在進行生化藥物研究時首先要基于“不可仿制”來考慮問題。
1、注重原材料和工藝過程控制,結合質量標準,較全面地控制產品的質量。
2、產品上市后不要輕易更換原材料、變更生產工藝、改換劑型(尤其是水針、粉針、大輸液互換)、延長有效期等。如果需要進行以上變更,應針對變更情況對產品的質量、安全性和有效性的影響(這種影響是指產品的真實質量,并不只是質量標準中的質量控制指標)進行相應的研究工作,包括藥學、藥理毒理和臨床研究。
3、因為生化藥物的質量是靠全程控制來保證,其原液(或半成品)應不可以自由銷售,否則不僅增大了流通環節再次染菌的可能性,又不利于成品全程的質量控制。
4、動物源性病毒的滅活工藝及驗證是一個需要研發者、審評人員,以及有關方面的專家共同研究和探討的課題。因為人們對動物源性病毒的認識,以及動物源性病毒與人類感染性疾病的關系的認識是在逐步地深入,對病毒的滅活和工藝驗證也會隨著人們認識的提高而不斷地趨于更科學和合理。
參考文獻:
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篇6
記者:目前,國內很多的食品及飲料企業對安特藍德公司還不太熟悉,請您為我們簡要介紹下貴公司及其產品的相關情況。
塔力亞:安特藍德公司是家以色列企業,成立于2003年。現已開發了水光消毒技術TM,這是一種基于中壓紫外線的創新性水消毒技術,它將紫外線消毒與領先的水力和光纖原理相結合,為一些主要用水行業,如食品飲料、乳制品、制藥、水產養殖,以及市政供水提供安全用水,以滿足對安全用水越來越高的要求。
水光消毒TM系統卓越、持續的性能可實現高級別的微生物滅活,同時提供穩定的水流量,滿足各種生產要求。安特藍德公司的解決方案成本效益高、易于維護運行、綠色環保、不產生消毒副產品、節省能源和降低水耗,能夠達到其他消毒系統此前從未達到的水安全級別。
在全球食品飲料市場中,安特藍德公司經過實踐驗證的技術保護了產品用水,始終如一地提供符合規定的不含微生物水。主要應用包括防火墻、GAC后消毒、濾膜保護、產品水消毒、臭氧替換、臭氧破壞等。安特藍德公司水光消毒系統經過包括美國環保署(EDA),美國食品及藥物管理局(FDA)和巴氏殺菌奶條例(PMO)等最嚴格標準的驗證,在國際上擁有眾多客戶安裝使用的基礎。
記者:據您介紹貴公司的產品在水處理方面擁有如此多的優勢,請介紹產品的工作原理。
塔力亞:安特藍德公司技術解決方案的核心是一個用優質石英(而不是傳統的金屬材質)制作的水消毒腔,并且采用空氣環繞密封,從而利用光纖原理捕獲紫外光束,并使紫外光束在腔體內循環反射,進而優化每一束紫外光線的效率,以實現高級別的消毒。產品系統是采用中壓高強度紫外燈管,該燈管采用全部紫外線殺菌光譜,可以滅活(用物理或化學手段殺死病毒、細菌等,但不損害它們體內有用抗原的方法)各種微生物并使其修復機制失效。此紫外線系統全自動運行,是唯一集成高級軟件的紫外線系統,能夠進行連續實時監控、系統效能控制及全部重要參數的控制。每只紫外燈管配備有2個傳感器,可以保證該系統始終保持微生物滅活所需的紫外線劑量,完全區別與其他只提供個傳感器紫外線系統而不考慮紫外燈管數量的整套系統,監視器可以提供所有參數以及實際發生劑量的實時狀態顯示,并且帶有數據日志系統,能夠跟蹤過去所有時問的監控數據,而且,可以一鍵生成分析報告和合規性證據。
記者:貴公司提供的消毒方法與傳統的消毒方法相比有哪些優勢?
塔力亞:光學消毒TM系統,克服了傳統反應器使用中的三大障礙:性能、可靠性、劑量控制與監控。該系統的技術和配置實現了此前未能達到或驗證的微生物滅活級別。系統配備實時監控和控制,在整個消毒過程中,劑量輸送保持不變。該系統還為那些此前被認為不適合采用紫外光消毒的一系列應用者采用水光學消毒鋪平了道路。
長期以來用水行業和市政供水都依賴于化學藥品,如氯和臭氧,或是依賴于高能耗過程,例如巴氏殺菌法,進行水處理。與此相反,紫外光的自然消毒屙性被證明是一種環境友好型、能源高效型的水消毒解決方案,此解決方案不含化學品,也不產生消毒副產物。安特藍德公司的消毒系統經過驗證,可提供滿足美國食品和藥品管理局(FDA)標準的、巴氏殺菌法同等效果的處理水。這就是說,可以采用此系統替代傳統的熱法巴氏殺菌,熱法巴氏殺菌需要高能耗,例如能耗150kw/小時的熱法巴氏殺菌系統,而實現同樣效果的安特藍德系統的耗能僅為3kw/小時。
安特藍德系統中的其他應用方面也實現了節能。活性炭過濾器是那些有可能進入生產過程的細菌的滋生地。而安特藍德系統是緊隨活性炭過濾器之后安裝的,減少了下游環節生物污染的形成,也就意味著可以更少進行生產線的蒸汽吹掃的頻次,從而節省了水和能源成本。濾膜的生物污染降低了水的產量,也升高了使水通過濾膜所需的壓力。安特藍德系統抑制了生物膜在濾膜上的滋生,大大延長了濾膜的壽命,也節省了使水通過濾膜所需的能源。
記者:目前貴公司的設備主要適應于哪些領域?
塔力亞:食品飲料、生物制藥、水產養殖、都是用水等領域,可以為客戶帶來全程的水處理方案。在食品飲料行業中,安特藍德公司的消毒解決方案為客戶定制式,能夠殺滅假單細胞菌、埃布氏菌、大腸菌、乳酸菌,霉菌和其他微生物等水生微生物,滿足客戶需求。安特藍德公司在全球各地都有成功的現場應用,其系統適用于監管要求高、涉及公共衛生安全的主要用水行業。
記者:我們知道貴公司進入中國市場的時間還不長,那么貴公司在中國未來幾年的市場戰略是怎樣的?
塔力亞:目前,中國明智地把重點放在食品安全和衛生保健方面,致力于為客戶創造不斷尋求創新型、經濟型和可靠的解決方案。我認為在公共衛生安全方面,國內制造業不能冒任何風險,他們需要可以信賴的技術,用以向客戶提供安全優質的產品。
篇7
[關鍵詞] T細胞疫苗;胰島細胞;異種移植;免疫耐受
[中圖分類號] R349.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701(2010)04-19-03
The Effects of T Cell Vaccination on Xenogeneic Islet Cell TransplantationHU Chunlei1ZHAO Zhenlin2
1.Shanxi Medical University,Taiyuan 030001,China;2.The Second Hospital of Shanxi Medical University,Taiyuan 030001,China
[Abstract] Objective To explore the the effects of T cell vaccination on xenogeneic islet cell transplantation. Methods Balb/c mice (H2-d) were used as recipients and Wistar rats were used as donors. TypeⅠdiabetes mice model were made by injecting streptozotocin intravenously. Type Ⅰ diabetes mice were randomLy divided into three groups,Group A:Diabetic mice with no transplantation and no TCV, Group B: Islet cell transplantation +RPMI1640 culture medium, Group C(experimental group): Islet cell transplantation+TCV.T cell vaccine was made by using attenuated spleen lymphocytes from Balb/c mice which were challenged with Wistar rat spleen lymphocytes in vitro and were stimulated with Con A. Balb/c mice as recipients were immunized with TCV on the time points of d1,d7,d14,d21 and;RPMI1640 culture medium was used in control group. One-way mixed lymphocyte reaction(MLR) was performed with effector of immunized Balb/c mice peripheric lymphocytes and stimulator of Wistar rat peripheric lymphocytes on the second day of T cell vaccination. Islet cells were isolated from Wistar rat pancreas using the protocol of enzyme digestion and density gradient centrifμgation. Islet cells were transplanted into immunized Balb/c mice at the density of 1200~1500IEQ/kg by the way of portal vein injection. Recipient's blood glucose was monitored everyday and body weight was recorded weekly after transplantation. Results Xenogeneic islet cell transplantation can induce type I diabetic mice blood glucose to normal levels and remain for some time,the control group mice after transplantation(5.12±1.36) days, which happened rejection,the experimental group graft survival time of up to(20.25±3.45)days. Conclusion T cell vaccination can significantly prolong the survival time of xenogeneic pancreatic islet grafts;T cell vaccination is a potential approach to to induce xenogeneic islet transplant tolerance.
[Key words] T cell vaccine;Islet cell;Xenogeneic transplantation;Immune tolerance
異種移植為胰島移植治療I型糖尿病提供了充足的供體,但嚴重的排斥反應限制了這一方法的應用,應用常規的免疫抑制劑不能抑制異種免疫排斥反應,因此如何誘導免疫耐受成為一個重要課題。T細胞疫苗(TCV)是特異性抗原活化的反應性T細胞經過化學或物理方法處理滅活后制成的,是目前免疫耐受研究中較新的領域[1]。已有研究證明T細胞疫苗可以誘導同種異體移植免疫耐受[2-4]。本實驗通過T細胞疫苗誘導受體對異種胰島移植的免疫耐受狀態,探討TCV在誘導異種胰島移植免疫耐受中的可行性。
1材料與方法
1.1動物
供者為Wistar雄性大鼠,180~200g,由山西醫科大學生理教研室提供;受者為BALB/c(H-2d)雄性小鼠,20~25g;由中國醫學科學院動物研究所提供。
1.2試劑及藥品
胎牛血清(四季青公司);RPMI細胞培養基(HYCLONG);淋巴細胞分離液(TBD);絲裂霉素C(協和發酵工業株式);刀豆蛋白A(Sigma);鏈脲霉素(Sigma);ficoll400(sigma);膠原酶V(Sigma)。
1.3制備Wistar大鼠和Balb/c小鼠脾臟單個核淋巴細胞懸液
無菌取大鼠脾臟,研磨制成勻漿,Hanks液稀釋,200目不銹鋼網過濾,制成細胞懸液,10倍細胞壓積的比例加入紅細胞裂解液,充分吹打混勻后,Hanks液洗兩次,輕輕加入到淋巴細胞分離液上層密度梯度離心,收集界面層細胞,即為單個核淋巴細胞,Hanks液洗滌兩次,臺盼蘭拒染法鑒定活細胞數大于95%,RPMI1640培養液調細胞濃度至2×105/mL,絲裂霉素C(25μg/mL)37℃水浴45min滅活細胞,PBS洗滌3次,調細胞濃度至2×105/mL。同樣方法制備小鼠脾淋巴細胞懸液,調細胞濃度至2×105/mL,分裝于100mL的培養瓶內(5mL/瓶),不行絲裂霉素處理。
1.4制備T細胞疫苗
滅活大鼠脾淋巴細胞5mL接種于小鼠淋巴細胞培養瓶內,混合后加入ConA2.5μg/mL,37℃,95%O2,5%CO2孵箱中培養48h 后收集細胞,然后加入絲裂霉素(25μg/mL)處理滅活細胞(37℃水浴45min),RPMI1640培養液調細胞濃度至1×107/mL,制成供者特異性T淋巴細胞疫苗。
1.5小鼠Ⅰ型糖尿病模型的制備
將鏈脲霉素(STZ)用0.1mmol/l無菌枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液配成2%溶液,調節PH4.5,濾菌器除菌。小鼠過夜禁食12h,按160mg/kg體重一次性腹腔注射STZ溶液,24h內隨機測血糖≥16.5mmol/l,穩定一周即可視為造模成功,作為受體。
1.6胰島細胞的獲取和分離純化
麻醉大鼠逆行注射膠原酶V10mL充盈胰腺組織,迅速完整取下胰腺組織,進一步去除脂肪和血凝塊,加體積兩倍的膠原酶V在37℃水浴鍋內震蕩消化15min,胎牛血清終止反應后100目不銹鋼網過濾,Hanks液和1640液洗滌離心,用Ficoll400液不連續密度梯度離心純化胰島細胞后重懸于20mL完全PPMI1640培養液中,37℃,95%O2,5%CO2條件下培養24h。
1.7實驗分組
T細胞疫苗免疫接種及異種胰島細胞移植 將Ⅰ型糖尿病模型小鼠隨機分為四組,每組8只,A組糖尿病小鼠,B組糖尿病小鼠+胰島細胞+1640培養液(對照組),C組糖尿病小鼠+胰島細胞+T細胞疫苗(實驗組),胰島移植前實驗組注射TCV(1×107/mL、0.2mL/次、1次/周),連續3周,B組用1640液替代。第3次免疫后7d,B、C組經門靜脈穿刺按1200~1500IEQ/kg導入大鼠胰島細胞。
1.8單向混合淋巴細胞反應(MTT法)
接種前和每次接種后第5天進行單向混合淋巴細胞反應,Balb/c小鼠的脾細胞作為反應細胞,絲裂霉素處理的Wistar大鼠脾細胞作為刺激細胞,兩者細胞濃度均為1×106/mL。取96孔板,每孔加入刺激細胞和反應細胞各100μl,每份標本設3個復孔,在孵育箱中培養72h,終止前4h每孔加入MTT10μl,培養結束后加入二甲基亞砜150μl,37℃下振蕩20min,用酶標儀測每孔OD570值計算抑制率;抑制率=(1-實驗組OD/對照組OD)×100。
1.9小鼠血糖和體重的檢測
胰島細胞經門靜脈移植導入小鼠體內,每日相同時間點測空腹血糖,以非禁食血糖值≤10mmol/判定為移植物存活,移植有效;若連續2次血糖值≥11.1mmol/l為移植物排斥,以第一次的時間為排斥時間。每周相同時間點觀察小鼠的體重變化。
1.10統計學分析
數據以均數±標準差(χ±s)表示,實驗數據進行t檢驗、方差分析,檢驗水準α=0.05,P
2結果
2.1單向混合淋巴細胞反應
t檢驗結果示:TCV組的平均OD值每次接種后比接種前有明顯下降(P0.05),免疫后TCV組相同時間點同空白對照組比較,平均OD值有明顯差異(P
2.2不同組間血糖控制水平的比較
方差分析(S-N-K法)結果示:移植組同非移植組之間的比較,A組與其他二組比較(P0.05)。見表2。
2.3移植組有效控制血糖天數的比較
t檢驗結果示:C組與B組比較(P
2.4不同組小鼠體重的變化趨勢圖
從趨勢圖中可以看出從造模成功到移植前3周,三組小鼠體重變化趨勢相似,移植胰島細胞后,非移植組體重隨著時間延長不斷下降,移植后的B、C組體重隨時間延長逐漸回升,但B組體重回升一段時間后又開始下降。見圖1。
3討論
T細胞疫苗誘導免疫耐受可能涉及以下幾個方面的機制:1)細胞免疫TCV可以誘導機體產生抗獨特型T細胞,抑制體內活化的獨特型抗原特異性T細胞,其中CD8+調節性T細胞在免疫應答的水平上對Th細胞表型進行調節,從而誘導免疫耐受的形成[5,6]。2)體液免疫TCV是由自身反應性T細胞經過化學或物理的方法滅活后制備而成的,本身表達一組特定的TCR,誘導機體產生針對TCR的抗體,也就是抗獨特型抗體,導致機體對某種特定抗原的免疫無應答,此作用具有明顯的抗原特異性。另外,TCV也具有與活化T細胞相同的表位,如IL-2R、IL-4R和CD4、CD8等黏附分子,誘導產生針對T細胞表面活化分子的抗體如IL-2R抗體等,此作用不具有抗原特異性[7,8]。另外有研究發現TCV可激活調節性T細胞誘導免疫耐受[9],上述機制共同參與細胞凋亡的過程。在移植研究中,目前制備疫苗方法大多是先用供體抗原致敏受體,再收集相應部位的淋巴結細胞或脾細胞,用低濃度ConA 體外培養48h激活同種抗原特異性T 細胞,最后用化學或物理的方法滅活細胞。
本實驗運用體外培養的方法制作T細胞疫苗,以滅活的供體脾細胞作為刺激細胞,受體脾細胞作為反應細胞,兩者混合低濃度ConA刺激增值,形成供體抗原特異性T細胞,然后絲裂霉素滅活制成T細胞疫苗,實驗結果顯示,接種疫苗后抑制率隨免疫次數的增加而增加,第三次免疫后抑制率達到86.1%,說明接種疫苗后,小鼠對特異性抗原的免疫排斥反應降低。移植物存活時間實驗組同對照組比較有顯著延長,證實體外制備的TCV可以誘導受體產生抗原特異性免疫耐受,延長了移植物的存活時間。
與傳統方法比較,體外方法在體外用抗原刺激受體細胞制成供體抗原特異性T細胞,不僅避免反復致敏受體給機體帶來的痛苦,也縮短了疫苗制備的時間,更利于在臨床上的推廣應用。本次研究的創新在于用體外方法制備T細胞疫苗并誘導了異種胰島移植的免疫耐受,說明其有一定的可行性。但是與體內方法作用效果的比較,在制備疫苗過程中細胞的濃度、致敏受體時疫苗的最佳濃度等問題仍需進一步研究。
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篇8
(黑龍江省齊齊哈爾市獸醫衛生防疫站 161006)
對動物按程序定期進行免疫注射,是預防動物傳染病的關鍵。成功的免疫取決于有效的疫苗、熟練的操作技術和健康的易感動物等方面因素。?
1 疫苗概述?
活毒疫苗可以分為強毒疫苗、弱毒疫苗、異源疫苗和重組疫苗。弱毒疫苗的應用比較廣泛,是利用毒力減弱的細菌或病毒等微生物經大量繁殖后制成的活苗。制備弱毒苗所用的弱毒菌株和病毒株有的是從自然界中篩選出來的,如雞新城疫Ⅱ系苗和Ⅳ系苗等;也有的為人工致弱毒(菌)株或病毒株,如豬丹毒弱毒疫苗和豬瘟兔化弱毒疫苗等。此類疫苗免疫效果好,使被免疫動物產生堅強的免疫力,免疫期長,但存在散毒和新疫源的問題。?
強毒或弱毒大量繁殖后,采用物理的或化學的方法使其滅活,但仍保留其免疫原性制成的苗即為滅活苗,又叫做死苗。滅活苗比較安全,對母源抗體的干擾作用不敏感,但需要免疫佐劑增強免疫應答。由于滅活苗不能在體內復制繁殖,因而需要2~3周才能刺激機體產生免疫保護力。?
將同種細菌或病毒的不同血清型混合制成的疫苗,稱為多價疫苗。多價疫苗在流行毒株存在不同血清型時,可拓寬保護范圍,提高疫苗的保護力。聯苗是由兩種及兩種以上的細菌或病毒聯合制成的疫苗,1次免疫可達到預防多種疫病的目的。?
2 獸用生物制品?
運輸、儲存不當按照生物制品的運輸要求,生物制品的運輸必須在冷凍(冷藏)條件下運輸。目前,許多運輸生物制品的條件不符合要求,有的是用保溫箱運輸,有的干脆就放在公共汽車上進行長途運輸,由于儲存條件不合格,勢必影響到生物制品的效力。在生物制品的保管過程中,相當一部分經營戶沒有所規定的保管條件,有的隨意堆放,銷售之前放在冰箱里凍一下;有的不分凍干苗還是滅活苗都放入冰箱冷凍室;有的生物制品經營戶為了省電,往往是白天將冰箱通電,夜晚將冰箱斷電,使生物制品反復凍融。由于生物制品效力的不可逆性,必然會影響生物制品的質量,從而影響免疫質量。?
3 免疫計劃及免疫注射技術?
流行的疾病與免疫接種的疫苗血清型或亞型不相吻合。致使畜禽機體內對流行的傳染病沒有相應抗體,不能保護機體不發病。人為增加接種劑量或免疫過頻。致使畜禽產生免疫耐受,對疫苗不引起免疫應答,還抑制再次使用時淋巴細胞的激活。?
在動物防疫工作實踐中,有許多防疫人員不能很好地按照規范操作,對防疫器械、注射部位極少進行消毒,更不規范的是某些防疫人員一只注射器不作認真處理就用于多種生物制品的注射。注射后不進行認真觀察,也不作任何記錄生物制品注射對動物是一種應激性刺激,根據機體個體狀況,可能出現應激反應,如果加強觀察,及時用腎上腺素等藥物急救治療,完全可以減少損失。不作記錄常造成漏打或重復注射,并對以后的補防補打造成困難。在免疫過程中,有的防疫人員隨意加大注射劑量,有的擔心產生注苗反應而隨意減少劑量。有的防疫人員自以為技術熟練,沒有將生物制品注射到說明書要求的部位,而是采取“飛針”的方法,在很大程度上影響了注射劑量和注射的準確性。?
篇9
【摘要】
目的提取野生抱莖蓼花中的揮發油,分析揮發油的組分,探討其生物活性,為開發這一資源提供理論依據。方法用水蒸氣蒸餾法從抱莖蓼的花中提取揮發油,用氣相色譜-質譜聯用技術對揮發油組分進行分離和鑒定,運用氣相色譜面積歸一化法確定各組分的相對含量,并利用正構烷烴系列物質對各組分進行定性確定,對抱莖蓼花的揮發油進行抗菌實驗。結果從抱莖蓼花的揮發油中檢出69個組分,鑒定出66個組分,占全油的96.92%;抱莖蓼花的揮發油有明顯地抗菌活性。結論 抱莖蓼花的揮發油中主要以單萜和倍半萜為主,含量較高的組分是石竹烯(12.01 %)、3-己烯-1-醇(10.78%)、α-里哪醇(6.88%)、3-辛烯-3-醇(6.32%)等,其揮發油對大腸埃希菌、傷寒沙門菌、腸炎沙門菌和金黃色葡萄球菌有明顯地抑制和滅活作用。
【關鍵詞】 抱莖蓼;抱莖蓼花;揮發油;氣相色譜-質譜法;抗菌活性
Abstract:ObjectiveTo extract and analyze the constituents of the essential oil from the flower of Polygonum amplexicaule, so as to provide scientific proof for its exploitation of biological activity compositions. MethodsThe essential oil from the flower of Polygonum amplexicaule was extracted by steam distillation, the components of the essential oil were separated and structurally identified by gas chromatography/mass spectrometry, the relative contents of these components by the peak-area normalization method adopted in gas chromatography, and all components of the essential oil are calibrated with a standard mixture of homologous n-alkane series. The essential oil was investigated by antimicrobial activities. Results69 components were separated, 66 components were identified and accounted for 96.92 % of the all peak area, the essential oil had antimicrobial activity. ConclusionThe main chemical constituents of the essential oil are monoterpenoids and sesquiterpenoids compounds, the major components are Caryophyllen (12.01 %), 3-Hexen-l-ol (10.78 %), α-Linalool (6.88%), 3-Octen-3-ol(6.32%), etc. The essential oil has obvious inhibitory effect against Escherichia coli, Salmonella typhi, Salmonella enteritidis and Staphylococcus aureus.
Key words:Polygonum amplexicaule; Flower; Essential oil; Gas chromatography-mass spectrometry; Antimicrobial activity
陜西南部秦巴山區野生的抱莖蓼Polygonum amplexicaule D.Don是蓼科Polynonaceae蓼屬Polygonum L.的一種草本植物,又名紅三七[1]。蓼屬植物具有清熱解毒、散結消腫、活血止痛、順氣解痙、收斂止瀉等功效,有些還具有抗菌消炎、抗氧化、抗腫瘤、殺蟲等多種生物活性[2],因此對該屬植物生物活性成分的研究較多[3],對該屬植物的揮發油也有一些研究報道[4]。抱莖蓼地上和地下部分的生物活性成分已有文獻報道[5,6],抱莖蓼葉子的揮發油也已有研究[1],抱莖蓼花中的揮發性成分分析尚未見報道,揮發油有許多獨特的生理活性如殺菌消炎、抗氧化、清熱解毒等作用,有的已用于醫療和保健,因此,深入研究抱莖蓼揮發油有重要的價值和意義。本實驗從秦巴山區野生抱莖蓼的花中提取揮發油,分析其組分并確定各個組分的相對含量,并運用正構烷烴系列物質對各組分進行定性,對其揮發油進行初步地抗菌活性實驗,以期為抱莖蓼揮發油的開發利用提供可靠的科學依據。
1 器材與方法
1.1 材料
抱莖蓼的花于200608上旬在四川境內的大巴山上收集,全草經陜西師范大學生命科學學院田先華教授鑒定確認為抱莖蓼Polygonum amplexicaule D.Don(標本編號SNU 05-11-29 LIU)。
1.2 試劑
無水硫酸鈉、乙醚、氯化鈉(均為分析純,西安化學試劑廠),水為蒸餾水,正構烷烴系列物質(C6~C20)為色標(北京化學試劑公司進口分裝)。MH肉湯,肉湯培養基,普通瓊脂平板培養基。活性實驗所用標準菌株凍干品購自中國預防醫學科學院北京藥品生藥制品鑒定所中國醫學細菌保藏中心。
1.3 儀器
Finnigan-Trace DSQ型GC/MS儀(美國熱電公司),GC(美國安捷倫利科技有限公司,Agilent GC 6890N,FID),打漿機,96孔培養板,普通培養箱,水蒸氣蒸餾裝置。
1.4 方法
1.4.1 揮發油的提取
從新鮮的抱莖蓼上取花20 g,用打漿機打碎成泥漿狀,水蒸氣蒸餾提取揮發油12 h。餾出液經NaCl飽和后用乙醚萃取3次,萃取液用無水硫酸鈉干燥24 h,蒸餾回收乙醚后得到一種有清香氣味的淡黃色揮發油0.112 g,得油率為0.56 %。密封0℃下保存備用。
1.4.2 GC-MS工作條件
Finnigan-Trace DSQ型GC/MS儀,色譜柱型號:DB-5 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)。色譜條件:載氣為He氣,柱溫50~280 ℃;初始溫度為50℃,保持3 min后,以10 ℃/min程序升溫,升至280 ℃并保持3 min;進樣口溫度為250 ℃,衡流模式流量為1 ml/min,進樣量為0.1 μl,分流比為30:1,色質界面溫度為250 ℃。質譜條件:EI離子源,電離能量70 eV,離子源溫度200 ℃,倍增器電壓976 V,掃描范圍40~500質量單位。定量和定性方法:各色譜峰對應的質譜圖經計算機譜庫(NIST庫)檢索進行定性,各組分的相對含量根據總離子流圖由計算機采用峰面積歸一化法計算。
1.4.3 正構烷烴系列物質對揮發油中各組分的定性
利用GC對揮發油各組分依據正構烷烴系列(C6~C20)進行定性,確定各組分的Kovats保留指數RI值[7]。GC工作條件:色譜柱型號HP-5(5%Phenyl Methyl Siloxane; capillary:30.0 m×320 μm×0.25 μm),柱溫50~280 ℃;初始溫度50℃,保持3 min以10℃/min程序升溫;進樣口溫度為250 ℃,檢測器溫度為250℃,衡流模式流量為1.5 ml/min,進樣量為0.2 μl,分流比30:1,檢測器為FID,載氣為N2。
1.4.4 抗菌實驗
抗菌實驗菌株為大腸埃希菌、傷寒沙門菌、腸炎沙門菌、鼠傷寒沙門菌、福氏志賀菌、金黃色葡萄球菌和白色假絲酵母菌。試驗菌液配置:細菌接種于MH肉湯,置普通培養箱37 ℃下24 h培養,以比濁法計數。用培養液調配成106 CFU/ml,培養基用肉湯培養基和普通瓊脂平板培養基,同時設立細菌對照,采用微量二倍連續梯度稀釋法確定最小抑菌濃度(MIC),平板轉種法確定最小殺菌濃度(MBC)[1]。
2 結果
2.1 抱莖蓼花的揮發油組分分析抱莖蓼花的揮發油經GC-MS分離的總離子流圖如圖1,分離出69個組分,各峰經質譜掃描后所得的質譜圖用計算機譜庫檢索,結合人工譜圖解析,對基峰、質荷比和相對豐度等分別對各峰加以確認,鑒定出66個組分,占全油的96.92%。抱莖蓼花的揮發油成分分析結果列于表1。表1中的RI值是選用一系列正構烷烴作為參比物,其他各組分的保留行為用在色譜圖譜上緊靠它的兩個正構烷烴來標定,保留值挨得很近,保留指數的測定可精確得到1個I單位,甚至0.1個I單位,相對偏差僅為0.1%~0.2%,使用RI值減少了許多外部因素,重現性得到提高。
抱莖蓼花的揮發油組分中含量較高的組分是石竹烯(12.01%)、3-己烯-1-醇(10.78%)、α-里哪醇(6.88%)、3-辛烯-3-醇(6.32%)、β-環檸檬醛(5.31%)等,它們占到了揮發油總量的41.30%。在這些含量較高的物質結構中均含有不飽和雙鍵,含不飽和雙鍵的化合物往往會表現出一系列的生理活性,這些含量較高物質的結構特征預示著抱莖蓼花的揮發油可能具有一定的生理活性。和文獻報道的抱莖蓼葉子中揮發油的主要成分是一致的,但葉子揮發油和花揮發油的組成存在著很大的差異[1],從抱莖蓼的葉子揮發油中僅鑒定出38個組分,可見抱莖蓼花的揮發油組成是復雜多樣的。
從抱莖蓼花的揮發油成分種類來看以醇、酮、烯烴、酯類居多,其中醇類21種,烯類10種,酮類9種,酯類9種,雜環化合物有兩個。揮發性醇類一般具有令人興奮的調和性氣味且有抗腐敗、抗濾過性病毒等特性,如橙花叔醇有玫瑰花香,屬于高級烯醇類物質,有愉快持久的香氣;α-萜品醇有顯著的平喘功效,也可作為空氣消毒劑,是一種麝香型萜烯類物質;里哪醇也叫芳樟醇,是世界三大香醇之一,是香料、日用和醫藥等工業必不可少的原料,芳樟醇及酯常用于各種人造精油的調和原料,也用于配制化妝香精和皂用香精等;葉綠醇也叫植醇,是一種無環二萜化合物,是合成維生素E、維生素K1的原料;石竹烯對皮膚炎癥及消化系統潰瘍有較好的療效,具有抗氧化作用,廣泛應用于香料、食品工業、和藥物合成中間體等領域。抱莖蓼花的揮發油成分以單萜和倍半萜類居多,萜類化合物一般具有提神、抗菌消炎和鎮痛等作用。這預示著抱莖蓼花的揮發油有一定的藥理活性,抱莖蓼花的揮發油具有良好的應用開發價值,有必要進一步研究其藥理活性。表1 抱莖蓼花的揮發油化學組分(略)
2.2 抗菌活性結果分析抱莖蓼花的揮發油對8個標準菌株的MIC和MBC如表2。從表2中結果可以看出抱莖蓼花的揮發油對實驗所選用的8個試驗菌株均有明顯的抑制作用和滅活作用,能有效地抵抗常見腸道致病菌的感染。抱莖蓼花的揮發油對大腸埃希菌ATCC 25922株和金黃色葡萄球菌ATCC 25925株的MIC值是3.68μl/ml和3.88μl/ml,表明抱莖蓼花的揮發油對這兩個細菌有顯著的抑制作用。該揮發油對腸炎沙門菌50 040株和傷寒沙門菌50127株的MIC值分別是4.56 μl/ml和4.92 μl/ml,表明該揮發油對這兩個細菌也有非常明顯的抑制作用。抱莖蓼花的揮發油對其他細菌的MIC值相對較大一些,但也表現出一定的抑菌活性,抱莖蓼花的揮發油對實驗的8個菌株均有明顯地抑制作用。抱莖蓼花的揮發油對大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌的MBC值是5.02 μl/ml和5.26 μl/ml,表明該揮發油對兩個細菌有顯著的殺滅作用;抱莖蓼花的揮發油對腸炎沙門菌和傷寒沙門菌的MBC值分別是6.78 μl/ml和6.32 μl/ml,表明該揮發油對這兩個細菌也有非常明顯的殺滅作用;抱莖蓼花的揮發油對實驗的8個菌株均有明顯的殺滅作用。抱莖蓼花的揮發油對大腸埃希菌、傷寒沙門菌、腸炎沙門菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用和滅活作用更為顯著。表2 抱莖蓼花的揮發油對標準菌株的MIC 和MBC值(略)
3 結論
水蒸氣蒸餾法提取抱莖蓼花中的揮發油簡單、方便,用GC-MS和GC分析揮發油成分和含量準確性高。該揮發油對實驗菌株的抑制作用和滅活作用顯著,這為開發利用這一資源可提供科學的依據。抱莖蓼花的揮發油組成復雜多樣,與文獻報道的抱莖蓼葉子中的揮發油組成和蓼屬其他植物揮發油化學成分中的一些主要成分是一致的[1],以單萜和倍半萜為主[3,4],這說明物種與其化學組成具有一定的相關性,其中的主要化學成分對該屬植物的鑒定有參考價值,但由于種類、地域、來源的不同和植物部位的不同揮發油化學組成會存在著一定的差異,這意味著揮發油的生物活性也存在著差異。抗菌實驗結果表明秦巴山區野生抱莖蓼花的揮發油對實驗所選用的8個菌株均有明顯的抑制作用和滅活作用,這和抱莖蓼全草的水提物具有廣譜抗菌作用的結果相一致[2]。本實驗只對其花揮發油的抗菌活性作了初步研究,其他生物活性試驗還有探討的價值和意義。
【參考文獻】
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篇10
Key word: water treatment; chironomus larva; prevention
搖蚊幼蟲(紅蟲)大量孳生是由于水體污染導致的富營養化而變得日益突出的困擾供水界的新問題。搖蚊幼蟲的抗氧化性較強,常規水處理的消毒工藝難以將其有效地殺滅,使得在我國一些大中城市的水廠清水池乃至管網水中都曾發現過搖蚊幼蟲。在我國南方一些城市,由于氣候具有常年溫暖潮濕的特征,適于昆蟲繁殖,問題更加突出。搖蚊幼蟲不僅給用戶帶來了不良的感官影響,引起用戶對水質信心的下降與恐慌,更為重要的是搖蚊幼蟲還是人類多種傳染疾病的傳播媒介,對居民的飲用水安全帶來極大的威脅。
1.搖蚊幼蟲的生活習性及分布
搖蚊分屬昆蟲雙翅目搖蚊科[1],由于身體內含有血紅蛋白而成紅色。搖蚊的生活史經過卵—幼蟲—蛹—成蟲四個階段。有的兩年只有一個世代,有的一年卻有七個世代,但大多數每年有兩個世代,第一個在春季(5~6月),第二個在夏季(8~9月)。
搖蚊的卵產于水面,卵塊內有300~700個卵。初孵的搖蚊幼蟲具趨光性,經過3~6天浮游生活后,轉入底棲生活,利用藻類、腐屑、細沙、淤泥、唾液腺所分泌絲狀物筑巢,多數種類筑成兩頭開口的管型巢。隨著幼蟲轉入底棲,幼蟲由趨光性改為背光性。幼蟲經四次蛻皮后進入蛹階段,每蛻皮1次,體色加深,從淡紅色、鮮紅色、深紅色至變成黑褐色的蛹。幼蟲的食性,除了環足搖蚊屬Cricotopus中某些專吃植物的種類外,其余種類可分肉食性與雜食性兩大類。肉食性種類以甲殼類、寡毛類和其他搖蚊幼蟲為食。而雜食性則以細菌、藻類、水生植物和小動物為食。幼蟲的攝食方式有:粘食、濾食、沉食、采食和捕食幾種[2]。
搖蚊分布很廣,其幼蟲幾乎在任何水域中均可見到,它們適應性亦強,如在海拔3200余米的青海湖、海拔4000多米的西藏阿里班公湖附近均有分布。在阿塞拜疆,一年積雪達8個月之久的哈里湖,也有羽搖蚊的棲息。大多數種類幼蟲生活在淡水中,但也有在鹽份很高的水體中生活的,如鹽生搖蚊T.gr.salinarius,它不但在氯離子濃度較高的青海湖中生存,也能在堿性蘇打型的水體中生存[2]。
2 影響搖蚊生長繁殖的主要環境因素
環境因子對搖蚊生長繁殖的影響作用是一個十分復雜的論題,表現為不僅因子眾多,加之在不同的底棲環境中因子有不同的影響作用,因此至今尚未有一個較全面的理解,一般文獻中探討的內容主要從以下幾個方面來進行闡述。
2.1溫度
在食物和其他環境條件適宜的條件下,升高溫度可加快搖蚊的生長發育速度,縮短周轉率[3]。溫度與世代時間呈負相關性,搖蚊完成一個世代的時間隨溫度的變化情況如圖1[4]。
2.2 溶氧
許多深水湖泊或其他遭受有機污染的水體中底質環境的溶氧常處于相對較低水平,這對于生活在這種環境中的底棲動物來說,溶氧明顯地成為它們的限制因子。Kitagawa認為,決定搖蚊幼蟲分布的主要因素是湖體底部的溶解氧含量[5]。也有研究發現,含氧量與搖蚊羽化成蟲數量呈負相關,即含氧量增高時羽化成蟲數量卻減少 [6]。有研究認為,搖蚊幼蟲的呼吸是通過體壁從水中交換氣體的。體色血紅色的幼蟲體內含有血紅蛋白,它比非紅色幼蟲耐缺氧,甚至在無氧條件下也能生存30~120天。這是體內營養物質不經氧化分解成乳酸或脂肪酸,以釋放能量維持生命[2]。
2.3 pH值
pH值也是影響搖蚊幼蟲生長的環境因素之一。搖蚊的多數種類能生存于pH為6~8的水域,個別種類如Cacerbiphilus能生活在pH為1.4的極酸性水域中[2]。在實際的水廠生產中,水的pH值一般都控制在7.0~8.0,是搖蚊幼蟲生長的最佳pH值范圍,為搖蚊幼蟲的孳生提供了良好的水質環境。
2.4底質
無論在湖泊還是河流,底質的特性與組成都是一個影響搖蚊幼蟲的重要環境因子。搖蚊幼蟲能夠直接利用有機物,可以認為,水體中搖蚊幼蟲的分布在很大程度上由底質中的有機物含量所決定,而有機物的含量在一定程度上反映了水體的富營養化狀態和污染水平。Lundbeak的研究成果認為:湖泊與水庫水體中底質中的有機質含量決定了搖蚊幼蟲的種類組成和數量[7]。據劉建康等的資料,武漢東湖腐泥底質中搖蚊幼蟲密度和生物量大于沙泥等其他底質[8]。所以有機物耗氧量的年平均值與底棲動物生物量之間存在非常顯著的正相關。
轉貼于 3搖蚊幼蟲在水處理流程中的發生與分布規律
天然水體污染程度的加重,直接導致底棲動物多樣性明顯降低,而適應富營養水體的搖蚊類水生昆蟲在水體中卻占優勢地位,在水體富營養嚴重時常可發現大量的搖蚊科幼蟲。搖蚊幼蟲在水廠中的產生經由兩個方面,一方面搖蚊在水源的地表水體水面產卵并在水中繁殖,大量的搖蚊幼蟲及蟲卵個體隨著水流進入水處理系統,通過掛網實驗發現進入水廠的原水中含有大量的搖蚊蟲卵及低齡的幼蟲;另一方面,搖蚊成蟲在水處理流程中的沉淀池等敞開水面產卵并在水中繁殖。這兩個形成因素協同作用,使得搖蚊幼蟲污染問題很難通過單一的辦法來解決。
搖蚊幼蟲孳生要有理想的筑巢場所,觀察發現在水處理工藝中平流沉淀池由于只有四壁可以適合幼蟲的筑巢,所以搖蚊幼蟲污染現象比較輕微;而對于斜板(斜管)沉淀池,由于斜板(斜管)表面粗糙,易于沉積礬花淤泥,因而搖蚊幼蟲可以在斜板(斜管)上及沉淀池的池底利用絮凝體、泥土等筑巢,以水中的藻類、有機物為食,并羽化為搖蚊成蟲;搖蚊成蟲在沉淀池池壁上產卵,卵孵化成幼蟲后,一些幼蟲沉入池底生長,一些就隨水流進入濾池。由于剛孵化的幼蟲直徑僅80μm,對常規的濾池有可能穿透并進入清水池,就可能在清水池內進行二次繁殖或直接進入管網(如圖2所示) [9]。
4 搖蚊幼蟲污染防治技術
國內自1996年起至今,在上海、廣州、北京和寧波等地城市供水系統發生了搖蚊幼蟲污染事件[10],引起了水處理工作者的關注,一些研究者對搖蚊幼蟲污染防治技術進行了研究,主要包括如下幾個方面。
4.1物理防治
物理防治是利用機械方法,以及聲、光、電、溫度等條件,捕殺、誘殺或驅除害蟲。近年來,在這方面研究得較多的是光電誘殺,利用蚊蟲的趨光性,用一定波長的燈光,將害蟲誘來,再用燈外的高壓電去殺,或用機電動力將蚊蟲吸入網內。
抑制搖蚊成蟲產卵,從而可以達到控制搖蚊幼蟲數量的目的。由于水池池壁是搖蚊棲息、產卵的主要場所。在沉淀池面上架裝噴霧裝置來隔斷搖蚊成蟲后到水面上產卵的途徑,同時迫使羽化不久的成蟲翅被打濕而不能飛起、,基本上能達到杜絕搖蚊在水池池壁上產卵的目的[11]。
代田昭彥指出[12],搖蚊產卵大體與成蟲形成蚊柱的時間一致,光強在300lx以上搖蚊就不再產卵。400W橘黃色探照燈較為合適,該光源光束集中,穿透力強,當光強超過300lx時,光照能從很大程度上抑制搖蚊產卵,但還不能徹底根除[11]。
超聲波對大齡搖蚊幼蟲殺滅率隨著溶解氧濃度的提高和超聲波幅射時間的延長而上升;而且超聲波與二氧化氯、液氯之間存在著明顯的協同增效效應,且余氯的效果要優于二氧化氯,這可能與大齡搖蚊幼蟲身體構造有關[13]。
由于水廠的原水中含有大量的搖蚊蟲卵及低齡的幼蟲,造成了搖蚊幼蟲在水處理工藝中富集,使物理方法不能從根本上抑制搖蚊幼蟲在水廠中的孳生,所以物理方法只能作為一種輔助手段來使用。
4.2化學防治
化學藥劑對生物的滅活作用主要是由于生物接觸藥劑后其體內的蛋白酶遭到破壞,不能參與氧化還原系統的活動,代謝機能發生障礙而引起的[14]。化學藥劑可通過吸附、滲透作用或直接破壞生物體壁的結構而進入到生物體中。藥劑氧化性能的高低導致其在搖蚊幼蟲滅活率方面的差異,需要有強氧化能力的化學藥劑、并且有足夠的作用時間,才能對其進行有效滅活。John.C.Hoff與Edwin E.Geldreich對大腸桿菌和病原體的滅活試驗研究表明,幾種氧化劑的氧化能力由高到低依次為:O3>ClO2>Cl2>NH2Cl,可見二氧化氯和臭氧的氧化能力高于氯氣。但是由于臭氧在水體中的分解速度較快很難保證較長時間的持續滅活能力[15],所以盡管它的氧化能力比二氧化氯強,但由于有效滅活作用的接觸時間短使得它達到100%滅活率時的投藥量高于二氧化氯。
無論是二氧化氯、液氯還是過氧化氫、臭氧,只要保證在一定的投加量(表1)以上,都能在較短時間內將搖蚊幼蟲殺滅。在幾種藥劑的對比中,現場發生二氧化氯的殺蟲能力最強,適宜的投加量很低[11]。
Michael K.Alexander曾采用美國卡爾崗公司生產的絮凝劑和濃度為35%的過氧化氫溶液進行針對搖蚊幼蟲的短期和長期殺滅實驗,得出了短期半致死濃度均為112 mg/L,長期半致死濃度分別為13 mg/L和51 mg/L [16]。
葉勁[10]進行了過氧化氫、次氯酸鈉、高錳酸鉀、石灰水等化學藥劑噴灑和浸泡殺滅實驗。結果表明:噴灑5%濃度的過氧化氫效果最佳,能在短時間內殺死搖蚊幼蟲,而過氧化氫、次氯酸鈉的浸泡殺滅效果較佳。在成都市某水廠快濾池的生產實驗表明,過氧化氫實際濃度為0.23%(有效濃度),浸泡時間2h,殺滅搖蚊幼蟲效果顯著。
液氯是水處理工藝中最常用的化學氧化劑,但是搖蚊幼蟲的生物體對不良環境會產生一定的抗性,若連續提高投氯量會使搖蚊幼蟲對氯產生較強的抗性,所以可以采用間歇提高前加氯量的方法,使搖蚊幼蟲未來得及產生抗性前毒殺它們,這樣效果較顯著,且節約了氯耗。但搖蚊的蟲卵對水中余氯有較強的抵抗力,2mg/L的余氯量對之并無影響,在自來水中蟲卵孵化率可達95%以上[17]。
深圳水司的實踐表明,采用一定濃度的液氯浸泡沉淀池,可以長時間抑制搖蚊幼蟲的發生與孳生。但是由于液氯浸池的時間長達24h,影響了水廠的正常供水,所以這種方法可以在搖蚊幼蟲大規模爆發時采用。在不影響水廠正常生產的情況下,在沉淀池中投加化學氧化劑,可以利用搖蚊幼蟲在凝絮體中筑巢的生理特點,往往使滅活率較高。但是該方法既增加了生產成本,又由于加大氧化劑的投量而加劇了副產物的生成,給出廠水的水質安全造成新的問題。
4.3 微生物防治
微生物防治害蟲是生物防治的一個重要組成部分。特定微生物能直接殺死害蟲,不污染環境。目前國內外尚無微生物殺蟲劑用于飲用水的報道。1987年后期美國印第安那州的洛厄爾城發生了城市供水系統搖蚊幼蟲污染。洛厄爾城實施了清洗消毒等處理措施,但是沒有取得明顯的效果。他們曾嘗試利用蘇云金桿菌以色列變種(以下簡稱Bti)來治理,但提案被印第安那州政府否決,首先是因為Bti尚未被批準應用在飲用水中,其次是因為在相關法規上,不允許在飲用水中投加殺蟲劑。最后他們采用Cat-floc Ls食品級聚合物來治理,其作用是作為水絮凝劑去除搖蚊幼蟲所需的食物—硫化細菌和鐵細菌[16]。
4.4 環境防治
環境防治是通過環境改造以防止或減少害蟲的孳生繁殖。環境防治是對昆蟲生態學的實際應用,它是根據害蟲生物學的特點,對害蟲生活環境治理,使之不利于害蟲的生長、繁殖,而達到防治害蟲的目的。
搖蚊幼蟲以水中的有機物碎屑、細菌及藻類為食[10]。強化混凝,通過投加聚丙烯酰胺助凝,控制待濾水濁度小于3NTU,可以提高原水中有機物和藻類等的去除率,減少幼蟲的食物來源,使其生活環境質量下降,降低幼蟲的生存機率;針對搖蚊幼蟲可在沉淀池底泥中越冬生活的特點,增加冬季和秋季的大強度清洗工作,可以除去底泥中存在的搖蚊幼蟲,抑制其再度生長繁殖;加強濾池管理,保證濾池的正常運行,濾池池壁要勤洗刷,對氣水反沖洗濾池的池底水區要經常排空,以保持池體的清潔,同樣可以減少搖蚊幼蟲的滋生機率[9]。
4.5 生物操縱技術
“生物操縱”技術其內容就是利用生態系統食物鏈攝取原理和生物的相生相克關系,通過改變水體的生物群落結構來達到改善水質恢復生態平衡的目的[18]。搖蚊幼蟲是多數經濟魚類的優良天然餌料,在浮游階段時,可被不少幼魚攝取;當轉入底棲時,則是底層魚類鯉、鯽、青魚等的良好鉺料。魚類屬于水生生態系統中食物網的頂級消費者,放養大型不同食性的魚類,勢必影響魚類的群落結構,并對其他生物群落,特別對餌料生物群落產生極大的影響,進而影響整個生態系統的結構和功能[19]。所以利用生物種群間的捕食關系,從生態學的角度入手,可以通過生物操縱技術來抑制搖蚊幼蟲的滋生。
周令等人[11]對原水前加氯的情況下沉淀池養魚的可行性進行了試驗研究,試驗魚種采用鯽魚魚苗。結果表明:(1)沉淀水余氯<1.0mg/L,魚苗在沉淀水中生長良好,沒有出現不適應癥狀;(2)魚喜食搖蚊幼蟲特別是老齡紅蟲,有利于滅蚊和控制紅蟲數量;(3)幾種魚類配合放養,使魚在沉淀池中呈立體分布,有利于消滅不同生活習性的各發育階段的搖蚊幼蟲;(4)放養魚苗的沉淀池出水濁度及氨氮含量與未放養魚沉淀池出水相差不大,說明魚的正常活動及其排泄物不會影響沉淀效果。
沉淀池養魚由于可操作性差,有一定的局限性,但此方法可在水源中使用以控制原水中的搖蚊幼蟲及蟲卵。在水體中實施以生態治理為目的的魚類放養,其放養的生物量應遠低于以提高魚產量為目標的水體漁業養殖中的高密度放養量。在微型生態系統中魚類放養實驗表明,在放養生物量為30g/m3的條件下,水體中的氮、磷等營養物質得到了一定程度的去除,有機物的指標下降、溶解氧的濃度有所提高,浮游植物藻類尤其是藍、綠藻的生物量也被控制在較低的水平,有效地控制和緩解了水體富營養化的進程。“生物操縱”技術可以在水體生態治理中發揮重要作用,這也是解決水處理工藝中搖蚊幼蟲污染問題的重要途徑之一。
總之,單憑某一種物理、化學或生物的方法還不能對城市給水處理過程中搖蚊幼蟲的孳生進行卓有成效的控制,必須各種方法兼用,互相滲透,多級設防,多層屏障,貫穿于整個凈水廠凈水工藝系統中。
5研究展望
水處理過程中搖蚊幼蟲污染問題的研究,目前仍處于探索階段,今后應從以下幾個方面進行深入研究,以期早日實現搖蚊幼蟲污染防治的系統化,確保飲用水的安全。
5.1進行傳統制水工藝的各凈水單元對搖蚊幼蟲去除的特性研究,了解搖蚊幼蟲在工藝中的孳生規律及機理,以指導水廠在其暴發期間采取強化工藝或應急措施。
5.2進行搖蚊幼蟲在飲用水深度處理工藝(如紫外—臭氧氧化、膜濾、臭氧—生物活性炭等)中的去除規律及機理研究,為水廠采用深度處理工藝去除搖蚊幼蟲污染提供理論指導。
5.3從生態學角度出發,研究搖蚊幼蟲、魚類、營養物質水平之間的關系,建立有效的生物控制方法。
水處理工藝中搖蚊幼蟲污染控制是一項復雜的系統工程,應結合污染的實際狀況采取適當的措施,把水源水富營養化控制與凈水處理工藝有機地結合起來。從長遠來看,強化水源水體的保護與管理,對已被污染的水源采取有效方法治理,是解決飲用水搖蚊幼蟲污染乃至水體富營養化的根本措施。
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