化学灭活方法范文

时间:2023-11-17 17:47:26

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化学灭活方法

篇1

[关键词] 病毒灭活血浆;新鲜冰冻血浆;血浆置换;效果

[中图分类号] R457.1+4 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)05(b)-0062-02

亚甲蓝光化学(MB)法灭活血浆中的病毒是一种最安全、有效的适合于临床用单袋血浆病毒灭活的方法,其灭活效果已被大量实验证实[1-2],输注病毒灭活血浆成为当前国内外预防输注血浆制品传播传染病的有效措施,MB法病毒灭活血浆技术,已被推广应用于全国部分血站。对于MB法病毒灭活血浆后,对于血浆内有效成分的影响国内各家血站报道不一,但是都一致显示MB法病毒灭活后的血浆有效成分有所改变[3-4]。但是这些或多或少的改变是否影响临床应用效果,尤其是在血浆置换中大量应用血浆时是否有影响,国内目前尚无报道。笔者对此情况进行了研究,具体如下:

1 资料与方法

1.1 一般资料

2012年1~6月随机采用库存新鲜冰冻血浆。无偿献血者的血液(400 mL/袋),于采集后6 h内分离制备的新鲜血浆(5000 g/min,10 min,4℃),按照操作规程制备成新鲜冰冻血浆(200 mL/袋)。在净化间将血浆与一次性病毒灭活输血过滤器相连。向血浆中加入亚甲蓝,混匀后使亚甲蓝的浓度为1 μg/mL,并在31800LX强度的光照下4℃摇动照射30 min,然后把经光照后的血浆通过一次性血浆灭活血袋的滤器滤除亚甲蓝,制备成病毒灭活血浆。

同期选择在洛阳市所进行的血浆置换患者26例,其中重症肝病患者19例,有机磷农药中毒7例,患者年龄在15~50岁,中位年龄31岁,其中,男性17例,女性9例,以上病例在血浆置换中12例置换液采用新鲜冰冻血浆,采用病毒灭活血浆14例。

1.2 方法

光照病毒灭活:(1)采用中保康医疗器具有限公司生产的ZBK-YBM-01型医用血桨病毒灭活柜,操作按说明书;(2)采用上海输血技术有限公司生产的HDME-1医用血浆病毒灭活柜,操作按说明书。

血浆置换法:采用美国血液技术公司生产的MCS+型血细胞分离机,选择血浆置换程序及TPE规程卡、980E耗材,置换液采用新鲜冰冻血浆或病毒灭活血浆。

主要仪器:SORVAL 3BP离心机(美国Thermo 公司),ZBK-YBM-01型医用血浆病毒灭活柜及耗材(淄博中保康医疗器具有限公司),MCS+型血细胞分离机及耗材(美国血液技术公司生产),奥林巴斯全自动生化分析仪。

1.3 观察指标

血浆凝血因子活性侧定:应用国际通用的一期法检测血浆。血浆清蛋白测定: 用双缩脉法检测血浆总蛋白。

1.4 统计分析

应用SPSS 12.0分析软件,分析应用新鲜冰冻血浆和病毒灭活血浆血浆置换两组间的凝血时间、血浆蛋白比较采用t检验。

2 结果

2.1 不同血浆置换前后患者凝血因子比较

应用新鲜冰冻血浆、病毒灭活血浆进行血浆置换治疗后,凝血因子结果见表1。结果显示应用病毒灭活血浆组治疗后患者PT、APTT与治疗前比较差异有统计学意义(P < 0.05)。

2.2 不同血浆置换前后患者血浆蛋白比较

应用新鲜冰冻血浆、病毒灭活血浆血浆置换治疗后,血浆蛋白结果表2。结果显示两组治疗前后清蛋白检测差异无统计学意(P > 0.05)。

3 讨论

血浆是可发生经输血传播疾病的主要血液成分之一,近几年的用量持续增加,因此在保证血浆临床输用安全的同时,提高血浆质量和应用效果是非常重要的。病毒灭活作为一种降低输血风险的新技术,除应能有效地灭活血液成分中可能存在的病毒外,更重要的是对血液成分的功能应无显著性影响,保证血液成分的足够疗效。MB光化学法是近年发展起来的新技术[5-6]。光化学法灭活病毒的机制主要是依靠光敏剂在光照射下,产生自由基(一类机制)或单线态氧(二类机制)氧化损伤病毒的分子结构,从而杀灭病毒,由于目前全国各地血站供临床使用的血浆均为单人份血浆,其可能内含的脂质包膜病毒,对人体健康有危害,为了克服此危害,必须对脂质包膜病毒灭活。大量实验数据证明,用亚甲蓝光化学处理血浆可完全灭活血浆内所含的VSV和Sindbis病毒(这2种病毒是国内外公认的血液制品病毒灭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,均为RNA脂质包膜病毒),病毒滴度明显下降。同时保证血浆主要凝血因子(Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ)的回收率>80%,白、球蛋白的回收率>90%。血浆蛋白的免疫原性无变化,总蛋白损失轻微[7]。

血浆置换因患者病情需几乎置换出患者体内原有血浆,本研究旨在研究大量应用病毒灭活冰冻血浆后患者体内的凝血状态以及血清蛋白的变化。研究结果表明,大量的新鲜冰冻血浆应用后患者体内的凝血状态以及血清蛋白均无明显变化,但是病毒灭活冰冻血浆应用后,患者体内凝PT、APTT均有所延长,但是延长均在正常范围内,说明病毒灭活冰冻血浆应用量较大时可以影响患者体内凝血。凝血因子绝大多数在肝脏合成,肝实质损伤可导致凝血因子的合成减少,表现为凝血酶原(PT)延长,患者有出血倾向。因此肝病患者在血浆置换过程中,推荐使用新鲜冰冻血浆(FFP)做置换液,临床效果更佳。笔者在多例临床血浆置换术应用当中,根据不同患者、不同病情使用不同血浆(新鲜冰冻血浆、病毒灭活血浆),均获得良好疗效。

有研究表明虽然过滤前后FⅧ和FⅨ因子活性几乎无改变,但是对因子影响最大的是灭活过程[8]。经过MB光化学法对血浆进行病毒灭活处理后,血浆中的FⅨ因子灭活前后变化不大,FⅧ因子水平下降,但活性水平仍大于75%,仍在国家质量标准允许范围内,虽然对因子有一定的损伤作用,但结合其灭活性能,MB光化学病毒灭活工艺对单人份血浆的病毒灭活还是一种比较有效的方法,其对临床输血安全性具有重要意义。临床在应用病毒灭活血浆时,可以适当增加用量,保证治疗效果,如将原来10~15 mL/kg的应用剂量增加25%用量,提高至13~19 mL/kg[2]。

要从根本上控制和杜绝血源性的传染病,除加强筛查以外,还必须对血液进行灭活病毒处理,才能达到输血安全的目的。血液成分的病毒灭活是实现安全输血的唯一途径。尤其在进行血浆置换术中,大量应用血浆制品时,病毒灭活血浆安全性仍较高。

[参考文献]

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篇2

关键词:兽用疫苗 灭活 工艺 设备选型计算

中图分类号:S852 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(b)-0225-01

1 灭活苗简述

疫苗:凡是具有良好免疫原性的病原微生物,经繁殖和处理后制成的制品,用以接种动物能产生相应的免疫力者。除一般活菌(毒)疫苗、灭活疫苗外,还包括类毒素、类毒素与菌体混合疫苗、亚单位组份苗、基因缺失疫苗、活载体疫苗、人工合成疫苗、抗独特型抗体疫苗等。

灭活疫苗:用物理方法或化学方法将其灭活后制成的疫苗。

2 各种动物疫苗工艺流程示例

(1)灭活苗生产工艺过程简述

灭活鸡胚苗:采用国内成熟的鸡胚培养病毒的技术。将种毒接种于9~11日龄非免疫鸡胚,接种后的鸡胚放在孵化箱中继续孵化,弃去接种后24 h内死亡的鸡胚,培养好的鸡胚取出,放在2~8 ℃冷库中冷藏,之后收获鸡胚尿囊液等。收获的鸡胚尿囊液等加入甲醛等灭活剂灭活,灭活后的鸡胚尿囊液等置2~8 ℃冷库冷藏备用。

(2)灭活细胞苗:将配制好的细胞培养液加入转瓶,将转瓶置于温室中培养,待转瓶内长成单层细胞后,将毒种接种入转瓶中,之后在温室中继续培养,收获病毒原液。收获的病毒原液加入甲醛等灭活剂灭活,灭活后的病毒原液置2~8 ℃冷库冷藏备用。

(3)灭活细菌苗:采用发酵罐发酵培养细菌和固体培养细菌两种技术。将菌种接种于培养液中,经发酵罐培养或接种在琼脂平板上培养,收获菌液(苔)。收获的细菌加入甲醛等灭活剂灭活,灭活后的菌液置2~8 ℃冷库或储液罐中冷藏备用。

(4)乳化配灭活苗:在乳化罐中加入佐剂,灭菌冷却后,按配比加入从冷库中取出的抗原液,经乳化后分装入疫苗瓶,分装后的产品待检验合格后,包装入库。

3 灭活疫苗工艺设备计算示例

灭活疫苗车间的计算

A.前孵化箱计算

根据生产大纲,若年产鸡胚灭活疫苗10000万mL,疫苗水相与油相的配比为25%:75%,折合水相(病毒原液)2500万mL。

每枚非免疫鸡胚可生产病毒原液10 mL,鸡胚前孵化成功率为90%,后孵化成功率为90%,疫苗分装成品率为90%,则年需鸡胚量为:

2500万mL/年÷10mL/胚÷90%÷90%÷90%≈342.9万胚/年

鸡胚前孵化10天计,每年生产日数为300天,则全年可孵化30批。

每批需孵化鸡胚

342.9万胚/年÷30批/年≈11.4万胚/批

前孵化采用6台19200蛋位的孵化箱可满足生产的需要。

B.后孵化箱计算

本项目鸡胚接毒后采用孵化箱继续孵化,年孵化量为

2500万mL/年÷10mL/胚÷90%÷90%≈308.6万胚/年

鸡胚后孵化时间以3天计,每年生产日数为300天,则全年可孵化100批。

每批需孵化鸡胚

308.6万胚/年÷100批/年≈3.09万胚/批

本项目配置3台19200蛋位的孵化箱作为后孵化箱,可以满足生产的需要。

C.转瓶机计算

年产细胞灭活苗2000万ml,

灭活苗水相(病毒原液):油相=25%:75%

则年需病毒原液

2000万ml/年×25%=500万ml/年

采用容积为3000ml的转瓶,转瓶的装量为转瓶容积的10%,即300ml/转瓶,细胞培养的成功率为90%,病毒培养的收获率为90%,疫苗分装成品率为90%。

全年需培养细胞:

500万mL/年÷90%÷90%÷90%≈685.9万mL/年

细胞培养的时间为4天,全年生产日数为300天每批需培养细胞:

685.9万mL/年÷75批/年÷300mL/转瓶≈305转瓶/批

需配置3000mL、40瓶位转瓶机

305转瓶/批÷40瓶/台≈8台

全年需培养病毒:

500万mL/年÷90%÷90%≈617.3万mL/年

病毒培养时间为2天,全年生产日数为300天,每批需培养病毒:

617.3万mL/年÷150批/年÷300mL/转瓶≈137转瓶/批

需配置3000mL、40瓶位转瓶机

137转瓶/批÷40瓶/台≈4台

D.发酵罐计算

根据生产大纲,年产细菌灭活疫苗650万mL,灭活苗水相(细菌原液):油相=25%:75%

则年需细菌原液

650万mL/年×25%=162.5万mL/年

年工作日按300天计,细菌液每5天可培养一批,全年可培养60批,每批需培养细菌原液(细菌培养的成功率为90%,细菌液的收获率为90%,疫苗分装成品率为90%。)

162.5万mL/年÷60批/年÷90%÷ 90%÷90%≈3.7万mL/批

细菌发酵罐装量为罐容积的70%,则发酵罐的容积为:

3.7万mL÷70%≈5.3万mL=53L

故配置100L发酵罐一套,可满足生产的要求,并预留一定的生产能力以满足扩产的需要。

E.乳化分装工序设备计算

根据生产大纲,灭活疫苗年产量为12650万mL,共分为120批进行配苗乳化,则每批需配苗

12650万mL/年÷120批/年≈100万mL/批

配置一套1500L的乳化设备(含油佐剂制备罐1台,乳化罐1台,储液罐1台,高压匀浆泵1台),可满足生产的需要。

液体灌装机:

每批疫苗需分装的瓶数为

100万mL/批÷100mL/瓶=10000瓶/批(以100mL/瓶计)

选用2台ZD-Ⅱ型全自动液体灌装机,该机灌装速度为60瓶/min,每小时可灌装3600瓶,2 h可完成全部灌装量,满足生产的需要。

轧盖机、贴签机、热风循环烘箱、脉动真空蒸汽灭菌器、细胞瓶洗瓶机等设备按生产能力配套设置。

参考文献

[1] 中国兽药典委员会.中国兽药典[M].中国农业出版社,2010.

篇3

【关键词】 改良疣体包埋术;疣体灭活剂;扁平疣;临床疗效

扁平疣是临床上常见且难治愈的皮肤病之一, 目前临床治疗扁平疣的方法很多, 如:口服乌罗托品、氧化镁, 聚肌胞肌内注射, 局部1%喷昔洛韦霜外用, 激光、冷冻治疗等, 但疗效均不十分显著[1, 2]。本科2012年10月~2013年10月应用改良自身疣体皮下埋植结合自制疣体灭活剂肌内注射治疗难治性扁平疣53例取得很好疗效。现报告如下。

1 资料与方法

1. 1 一般资料 选取本院2012年10月~2013年10月收治的103例难治性扁平疣患者, 年龄18~60岁, 病程1~10年, 皮疹分布以面部、颈部、四肢为主。经过口服、肌内注射抗病毒药物治疗、口服中药治疗效果不佳, 治疗时间≥6个月。将患者随机分为对照组(50例)与治疗组(53例)。治疗组年龄20~60岁, 平均年龄(35.00±8.22)岁;对照组年龄20~60岁, 平均年龄(35.02±8.32)岁;两组患者一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。

1. 2 治疗方法

1. 2. 1 两组相同的治疗方法 改良型疣体包埋术, 具体操作方法如下:取生长部位相对隐蔽的疣体2个, 消毒、铺巾, 用手术刀沿疣体取至基底层, 取新鲜疣体后压迫止血, 修剪疣体表面角质层, 将疣体剪成直径约0.4 mm碎片, 选取患者前臂中段伸侧, 消毒, 由自制针式推进器(由9号注射器针头和针芯组成, 针芯为针灸针0.6 mm型毫针剪去尖端、磨平, 长度与9号注射器针头长度相同, 其外径与9号注射器针管内径相仿)。取无菌9号注射器针头1枚, 眼科镊夹取疣体颗粒从针管尖端塞入约填入半针管, 接口端置入针芯半截。转入前臂上1/3屈侧区, 消毒, 针头斜面向上和皮肤呈30~40°, 左手捏起患者皮肤, 右手持已填充疣体颗粒的针头从捏住皮肤一侧进针, 深度约0.5~1.0 cm, 左手松开, 轻拨动针头尾部推进疣体颗粒, 边固定针芯边退针, 术毕, 创可贴覆盖创口[3, 4]。

1. 2. 2 两组不同的治疗方法 治疗组采用改良疣体包埋术联合疣体灭活剂肌内注射治疗。术后1周肌内注射疣体灭活剂。疣体灭活剂具体制作方法如下:取另一个切除下来的疣体, 给予生理盐水清洗、紫外线消杀、95%酒精固定, 次日液氮冷冻灭活疣体, 疣体研磨后, 再次给予紫外线消杀, 培养基接种排除杂菌生长, 2 ml生理盐水稀释, 疣体灭活剂制作完成, 存于4℃冰箱冷藏备用[5, 6]。于前臂三角肌肌内注射1 ml。术后2周同上法再次肌内注射剩余1 ml疣体灭活剂。1个疗程结束, 3个月观察疗效并随访。对照组采用改良疣体包埋术结合隔日肌内注射注射用胸腺五肽针(深圳翰宇药业股份有限公司生产, 10 mg/支) 10 mg/次, 2个月为1个疗程。

1. 3 疗效判定标准 痊愈:皮损全部消退, 随访期间无复发;显效:皮损消退≥70%或疣体明显萎缩;进步:皮损消退≥40%;无效:皮损消退

1. 4 统计学方法 采用SPSS14.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数±标准差( x-±s)表示, 采用t检验;计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P

2 结果

治疗组的痊愈率和有效率优于对照组(P

3 讨论

扁平疣其发病跟患者的细胞免疫关系密切, 改良型疣体包埋术是一种微创形式的刺激机体产生主动免疫的方法[7]。包埋的疣体相当于微毒株的自体生物制剂[8-10]。疣体灭活剂是将该自体微毒株给予化学灭活, 但仍保留其免疫原性。因其是自身疣体包埋更易刺激机体而获得强而持久的免疫力。注射用胸腺五肽, 是临床常用的免疫调节剂, 可调节和增强人体细胞免疫功能, 临床治疗扁平疣取得很好疗效。治疗组的有效率为96.23%明显高于对照组的82.00%(P

综上所述, 疣体包埋术联合疣体灭活剂治疗较疣体包埋术联合注射用胸腺五肽针对难治性扁平疣有较高的痊愈率和有效率, 值得临床推广。

参考文献

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篇4

关键词 家蚕;病原体;过碳酸钠;消毒;效果

中图分类号 S884.1+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)02-0240-01

现在蚕业生产上多用醛制剂[1-2]、氯制剂[3-6]对家蚕的病原体进行消毒,醛制剂和氯制剂对环境有影响,需要研究新的消毒剂进行替代以减少对环境的污染。过碳酸钠,又称过氧碳酸钠,分子式为2Na2CO3・3H2O2,是碳酸钠和过氧化氢的加成复合物,过碳酸钠具有无毒、无臭、无污染等优点,遇水释放出H2O2,具有漂白、杀菌等效果[7-10]。本文通过用不同浓度的过碳酸钠水溶液与病原体混合的方法,研究了过碳酸钠对几种家蚕主要病原体的消毒效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试家蚕品种。供试家蚕品种为山东广通蚕种集团有限公司提供的菁松×皓月。蚕卵正常环境下催青孵化,幼虫在温度为24~28 ℃、相对湿度为70%的环境条件下饲喂桑叶。

1.1.2 供试药品。供试药品为过碳酸钠,活性氧含量≥13.5%,由国药集团化学试剂有限公司生产,生产批号为20150828。

1.1.3 供试病原。供试病原均由山东省蚕业研究所蚕病研究室保存。家蚕病原白僵菌(Beauveria bassiana)从5龄幼虫接种白僵菌后发病死亡的蚕体中分离所得;黄曲霉(Asper-gillus flavus)从5龄幼虫接种黄曲霉菌后l病死亡的蚕体中分离所得。对家蚕病原白僵菌、黄曲霉2种病原真菌取分生孢子加一定量的吐温-80,使其于灭菌蒸馏水中处于悬浮状态,使用2层纱布进行过滤,稀释至1.0亿个/mL置冰箱中于4 ℃环境温度下保存备用,保存时间为30 d以内。家蚕核型多角体病毒(BmNPV)多角体通过家蚕继代制取,病毒多角体精制后配成0.5亿个/mL的病毒多角体悬液,并置于4 ℃条件下保存备用。

1.2 对核型多角体病毒(BmNPV)的消毒效果试验

将0.5亿个/mL的BmNPV病毒多角体悬液200 μL分别与质量浓度为50.0、25.0、12.5 mg/mL的过碳酸钠药液200 μL混合,30 min后涂于桑叶正反面,给蚁蚕添食24 h,饲养2个龄期后调查灭活率。以自来水替代药液处理为毒对照。

1.3 对白僵菌、曲霉菌的消毒效果试验

将配制的1.0亿个/mL白僵菌、曲霉菌的孢子悬液分别与质量浓度为20.0、10.0、5.0、2.5、1.3 mg/mL的过碳酸钠药液各200 μL等量混合30 min,曲霉菌处理组涂于蚁蚕体表、白僵菌处理组涂于2龄起蚕体表,保湿饲育24 h,2个龄期后进行灭活率调查。以自来水替代过碳酸钠药液处理为毒对照。

2 结果与分析

2.1 对核型多角体病毒(BmNPV)的消毒效果

不同浓度过碳酸钠溶液对核型多角体病毒(BmNPV)的消毒效果见表1。从表中看出,过碳酸钠对多角体病毒的消毒能力较差,当浓度达到25.0 g/L时,对核型多角体病毒(BmNPV)的灭活率只有12.0%,当浓度继续增大到50.0 g/L时,对桑叶造成损害,已无消毒意义。

2.2 对白僵菌、曲霉菌的消毒效果

不同浓度的过碳酸钠溶液对白僵菌、曲霉菌的消毒效果见表2。从表中看出,过碳酸钠对白僵菌的消毒能力随浓度的降低下降明显,而对曲霉菌的消毒能力则下降较慢;当浓度为20.0 g/L时,对白僵菌的消毒效果强于对曲霉菌的消毒效果,对白僵菌的灭活率达到100.0%,对曲霉菌的灭活率为84.8%,当浓度降低到到1.3 g/L时,对白僵菌的灭活率已为0,对曲霉菌的灭活率仍有19.0%。

3 结论

根据试验结果可知,过碳酸钠对家蚕核型多角体病毒(BmNPV)的消毒能力差,对白僵菌、曲霉菌有一定的消毒效果。虽然过碳酸钠有无毒、无臭、无污染,可杀灭大肠杆菌、葡萄球菌、肝炎病毒等常见病菌等优点,但由于对家蚕的几种病原菌消毒效果不理想,所以以过碳酸钠作为单独成分的消毒剂在蚕业生产方面应用效果不佳,需配合其他药剂来使用。

4 参考文献

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篇5

一、生化药物的制备方法

生化制药就是将动物、植物或微生物机体内的生物活性物质在其结构和功能不遭破坏的前提下,采用多种生化分离的方法提取、纯化的工艺过程。 ??生化制药的六个阶段:原料的选择和预处理;组织及细胞的破碎;从破碎的细胞中提取有效成分制成粗品;采用多种生化技术从粗品中将目的物精制出来;干燥及保存;制剂。以上各阶段在不同的生化药物制备中,根据所选材料的不同,可灵活取舍选择使用

生化药物的分离纯化方法主要有五类:根据分子大小和形状不同进行分离,如凝胶过滤法、透析和超滤法、密度梯度离心法等;根据分子的带电性质进行分离,如离子交换层析法、电泳法、等电聚焦法;根据分子极性大小及溶解度不同进行分离,如等电点沉淀法、盐析法、有机溶剂沉淀法、逆流分配法等;根据配体特异性进行分离,如亲和层析法;根据物质吸附性质不同进行分离,如选择性吸附和吸附层析法。

二、生化药物质量控制研究要点

(一)脏器生化药物

脏器生化药是指从动物来源的生化药物,即从动物的组织、器官、腺体、体液、分泌物以及胎盘、毛、皮、角和蹄甲等提取的药物。脏器生化药物中多数有效成分不明确,多属高分子物质,现在多数还不能用合成的方法生产,有的物质还需要有同时存在的其它物质的协同作用才能发挥较好的生理功能。

(二)脏器生化药物的研究和质量控制要点

因动物的来源复杂(包括动物的种属、健康状况、饲养环境、年龄、采集时间、采集方法等),提取纯化工艺简单,其有效成分的含量和比例会产生较大的差异,因此,单靠质量标准不能全面控制产品的质量,而需要控制源头和工艺过程,再结合质量标准才能较有效地控制产品的质量,确保临床应用的安全性和有效性。换句话说,生化药物的质量控制重点就是要保证生产产品与临床研究样品质量一致,这种质量的一致性单凭质量标准中的质量控制指标不能全面地反映出来(这一点不同于化学药物),必须通过严格地控制源头和工艺过程来实现,这一点类似于生物制品。

1、脏器生化药物研究的一般过程

研究脏器生化药物首先要固定源头(原材料),包括动物的种属、健康状况、饲养环境(封闭饲养)、年龄、采集时间和采集方法等,并制订原材料的质量标准。然后研究合适的提取纯化方法,包括动物源性病毒的灭活和验证,确定原液(或半成品)的生产工艺;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,制订原液(或半成品)的质量标准。进行制剂的处方工艺研究,最后制成临床应用的制剂(成品),并进行相应的质量研究,制订成品的质量标准。

2、动物源性病毒的灭活工艺及验证

因组织来源动物的种类不同,其自然携带或者感染病毒的种类也会有所不同,再加上目前动物来源的原材料可控性较差,故必须要对动物源性病毒进行灭活或去除,并对灭活或去除工艺进行验证。灭活或去除动物源性病毒,首先要了解选定动物的病毒情况,重点关注已确认对人类具有感染和致病能力的病毒(例如牛和猪的口蹄疫病毒,猪的乙型脑炎病毒等)及已有试验提示与人类疾病具有关联性的病毒(例如牛腹泻病毒,猪的戊肝病毒等),了解病毒的生物学和对理化因素敏感性等方面的特性。检验原材料中病毒的污染程度和负载量,为采取相应的处理工艺提供研究数据。如果已知原材料中污染了对人感染或者致病的病毒,或者检出了内源性逆转录病毒、具有种属特异性的其它污染病毒,则必须废弃该原材料并妥善处理。

3、脏器生化药物的质量控制要点

根据脏器生化药物研究的一般过程,其质量控制要点主要分以下三个方面:固定源头(原材料),包括动物的种属、健康状况、饲养环境(封闭饲养)、年龄、采集时间和采集方法等,并制订原材料的质量标准;研究合适的提取纯化方法,包括动物源性病毒的灭活和验证,确定原液(或半成品)的生产工艺,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,制订原液(或半成品)的质量标准;进行制剂的处方工艺研究,制成临床应用的制剂(成品),并进行相应的质量研究,制订成品的质量标准。总之,脏器生化药物质量控制的核心就是全程控制(从源头到终产品,工艺过程控制和质量标准控制)。

三、生化药物研究应注意的问题

因生化药物的来源复杂,不同的原材料和生产工艺得到的产品的质量会有差异,包括主要成分的含量、比例,以及其它成分的种类和/或含量等,而这些差异往往质量标准反映不出来,从严格意义上说,生化药物没有仿制。所以,在进行生化药物研究时首先要基于“不可仿制”来考虑问题。

1、注重原材料和工艺过程控制,结合质量标准,较全面地控制产品的质量。

2、产品上市后不要轻易更换原材料、变更生产工艺、改换剂型(尤其是水针、粉针、大输液互换)、延长有效期等。如果需要进行以上变更,应针对变更情况对产品的质量、安全性和有效性的影响(这种影响是指产品的真实质量,并不只是质量标准中的质量控制指标)进行相应的研究工作,包括药学、药理毒理和临床研究。

3、因为生化药物的质量是靠全程控制来保证,其原液(或半成品)应不可以自由销售,否则不仅增大了流通环节再次染菌的可能性,又不利于成品全程的质量控制。

4、动物源性病毒的灭活工艺及验证是一个需要研发者、审评人员,以及有关方面的专家共同研究和探讨的课题。因为人们对动物源性病毒的认识,以及动物源性病毒与人类感染性疾病的关系的认识是在逐步地深入,对病毒的灭活和工艺验证也会随着人们认识的提高而不断地趋于更科学和合理。

参考文献:

[1]季敏,谢培晨.我院90例药品不良反应报告分析[J].中国药房,2009,20(23):1812.?

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记者:目前,国内很多的食品及饮料企业对安特蓝德公司还不太熟悉,请您为我们简要介绍下贵公司及其产品的相关情况。

塔力亚:安特蓝德公司是家以色列企业,成立于2003年。现已开发了水光消毒技术TM,这是一种基于中压紫外线的创新性水消毒技术,它将紫外线消毒与领先的水力和光纤原理相结合,为一些主要用水行业,如食品饮料、乳制品、制药、水产养殖,以及市政供水提供安全用水,以满足对安全用水越来越高的要求。

水光消毒TM系统卓越、持续的性能可实现高级别的微生物灭活,同时提供稳定的水流量,满足各种生产要求。安特蓝德公司的解决方案成本效益高、易于维护运行、绿色环保、不产生消毒副产品、节省能源和降低水耗,能够达到其他消毒系统此前从未达到的水安全级别。

在全球食品饮料市场中,安特蓝德公司经过实践验证的技术保护了产品用水,始终如一地提供符合规定的不含微生物水。主要应用包括防火墙、GAC后消毒、滤膜保护、产品水消毒、臭氧替换、臭氧破坏等。安特蓝德公司水光消毒系统经过包括美国环保署(EDA),美国食品及药物管理局(FDA)和巴氏杀菌奶条例(PMO)等最严格标准的验证,在国际上拥有众多客户安装使用的基础。

记者:据您介绍贵公司的产品在水处理方面拥有如此多的优势,请介绍产品的工作原理。

塔力亚:安特蓝德公司技术解决方案的核心是一个用优质石英(而不是传统的金属材质)制作的水消毒腔,并且采用空气环绕密封,从而利用光纤原理捕获紫外光束,并使紫外光束在腔体内循环反射,进而优化每一束紫外光线的效率,以实现高级别的消毒。产品系统是采用中压高强度紫外灯管,该灯管采用全部紫外线杀菌光谱,可以灭活(用物理或化学手段杀死病毒、细菌等,但不损害它们体内有用抗原的方法)各种微生物并使其修复机制失效。此紫外线系统全自动运行,是唯一集成高级软件的紫外线系统,能够进行连续实时监控、系统效能控制及全部重要参数的控制。每只紫外灯管配备有2个传感器,可以保证该系统始终保持微生物灭活所需的紫外线剂量,完全区别与其他只提供个传感器紫外线系统而不考虑紫外灯管数量的整套系统,监视器可以提供所有参数以及实际发生剂量的实时状态显示,并且带有数据日志系统,能够跟踪过去所有时问的监控数据,而且,可以一键生成分析报告和合规性证据。

记者:贵公司提供的消毒方法与传统的消毒方法相比有哪些优势?

塔力亚:光学消毒TM系统,克服了传统反应器使用中的三大障碍:性能、可靠性、剂量控制与监控。该系统的技术和配置实现了此前未能达到或验证的微生物灭活级别。系统配备实时监控和控制,在整个消毒过程中,剂量输送保持不变。该系统还为那些此前被认为不适合采用紫外光消毒的一系列应用者采用水光学消毒铺平了道路。

长期以来用水行业和市政供水都依赖于化学药品,如氯和臭氧,或是依赖于高能耗过程,例如巴氏杀菌法,进行水处理。与此相反,紫外光的自然消毒屙性被证明是一种环境友好型、能源高效型的水消毒解决方案,此解决方案不含化学品,也不产生消毒副产物。安特蓝德公司的消毒系统经过验证,可提供满足美国食品和药品管理局(FDA)标准的、巴氏杀菌法同等效果的处理水。这就是说,可以采用此系统替代传统的热法巴氏杀菌,热法巴氏杀菌需要高能耗,例如能耗150kw/小时的热法巴氏杀菌系统,而实现同样效果的安特蓝德系统的耗能仅为3kw/小时。

安特蓝德系统中的其他应用方面也实现了节能。活性炭过滤器是那些有可能进入生产过程的细菌的滋生地。而安特蓝德系统是紧随活性炭过滤器之后安装的,减少了下游环节生物污染的形成,也就意味着可以更少进行生产线的蒸汽吹扫的频次,从而节省了水和能源成本。滤膜的生物污染降低了水的产量,也升高了使水通过滤膜所需的压力。安特蓝德系统抑制了生物膜在滤膜上的滋生,大大延长了滤膜的寿命,也节省了使水通过滤膜所需的能源。

记者:目前贵公司的设备主要适应于哪些领域?

塔力亚:食品饮料、生物制药、水产养殖、都是用水等领域,可以为客户带来全程的水处理方案。在食品饮料行业中,安特蓝德公司的消毒解决方案为客户定制式,能够杀灭假单细胞菌、埃布氏菌、大肠菌、乳酸菌,霉菌和其他微生物等水生微生物,满足客户需求。安特蓝德公司在全球各地都有成功的现场应用,其系统适用于监管要求高、涉及公共卫生安全的主要用水行业。

记者:我们知道贵公司进入中国市场的时间还不长,那么贵公司在中国未来几年的市场战略是怎样的?

塔力亚:目前,中国明智地把重点放在食品安全和卫生保健方面,致力于为客户创造不断寻求创新型、经济型和可靠的解决方案。我认为在公共卫生安全方面,国内制造业不能冒任何风险,他们需要可以信赖的技术,用以向客户提供安全优质的产品。

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[关键词] T细胞疫苗;胰岛细胞;异种移植;免疫耐受

[中图分类号] R349.1 [文献标识码] A [文章编号] 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

异种移植为胰岛移植治疗I型糖尿病提供了充足的供体,但严重的排斥反应限制了这一方法的应用,应用常规的免疫抑制剂不能抑制异种免疫排斥反应,因此如何诱导免疫耐受成为一个重要课题。T细胞疫苗(TCV)是特异性抗原活化的反应性T细胞经过化学或物理方法处理灭活后制成的,是目前免疫耐受研究中较新的领域[1]。已有研究证明T细胞疫苗可以诱导同种异体移植免疫耐受[2-4]。本实验通过T细胞疫苗诱导受体对异种胰岛移植的免疫耐受状态,探讨TCV在诱导异种胰岛移植免疫耐受中的可行性。

1材料与方法

1.1动物

供者为Wistar雄性大鼠,180~200g,由山西医科大学生理教研室提供;受者为BALB/c(H-2d)雄性小鼠,20~25g;由中国医学科学院动物研究所提供。

1.2试剂及药品

胎牛血清(四季青公司);RPMI细胞培养基(HYCLONG);淋巴细胞分离液(TBD);丝裂霉素C(协和发酵工业株式);刀豆蛋白A(Sigma);链脲霉素(Sigma);ficoll400(sigma);胶原酶V(Sigma)。

1.3制备Wistar大鼠和Balb/c小鼠脾脏单个核淋巴细胞悬液

无菌取大鼠脾脏,研磨制成匀浆,Hanks液稀释,200目不锈钢网过滤,制成细胞悬液,10倍细胞压积的比例加入红细胞裂解液,充分吹打混匀后,Hanks液洗两次,轻轻加入到淋巴细胞分离液上层密度梯度离心,收集界面层细胞,即为单个核淋巴细胞,Hanks液洗涤两次,台盼兰拒染法鉴定活细胞数大于95%,RPMI1640培养液调细胞浓度至2×105/mL,丝裂霉素C(25μg/mL)37℃水浴45min灭活细胞,PBS洗涤3次,调细胞浓度至2×105/mL。同样方法制备小鼠脾淋巴细胞悬液,调细胞浓度至2×105/mL,分装于100mL的培养瓶内(5mL/瓶),不行丝裂霉素处理。

1.4制备T细胞疫苗

灭活大鼠脾淋巴细胞5mL接种于小鼠淋巴细胞培养瓶内,混合后加入ConA2.5μg/mL,37℃,95%O2,5%CO2孵箱中培养48h 后收集细胞,然后加入丝裂霉素(25μg/mL)处理灭活细胞(37℃水浴45min),RPMI1640培养液调细胞浓度至1×107/mL,制成供者特异性T淋巴细胞疫苗。

1.5小鼠Ⅰ型糖尿病模型的制备

将链脲霉素(STZ)用0.1mmol/l无菌枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液配成2%溶液,调节PH4.5,滤菌器除菌。小鼠过夜禁食12h,按160mg/kg体重一次性腹腔注射STZ溶液,24h内随机测血糖≥16.5mmol/l,稳定一周即可视为造模成功,作为受体。

1.6胰岛细胞的获取和分离纯化

麻醉大鼠逆行注射胶原酶V10mL充盈胰腺组织,迅速完整取下胰腺组织,进一步去除脂肪和血凝块,加体积两倍的胶原酶V在37℃水浴锅内震荡消化15min,胎牛血清终止反应后100目不锈钢网过滤,Hanks液和1640液洗涤离心,用Ficoll400液不连续密度梯度离心纯化胰岛细胞后重悬于20mL完全PPMI1640培养液中,37℃,95%O2,5%CO2条件下培养24h。

1.7实验分组

T细胞疫苗免疫接种及异种胰岛细胞移植 将Ⅰ型糖尿病模型小鼠随机分为四组,每组8只,A组糖尿病小鼠,B组糖尿病小鼠+胰岛细胞+1640培养液(对照组),C组糖尿病小鼠+胰岛细胞+T细胞疫苗(实验组),胰岛移植前实验组注射TCV(1×107/mL、0.2mL/次、1次/周),连续3周,B组用1640液替代。第3次免疫后7d,B、C组经门静脉穿刺按1200~1500IEQ/kg导入大鼠胰岛细胞。

1.8单向混合淋巴细胞反应(MTT法)

接种前和每次接种后第5天进行单向混合淋巴细胞反应,Balb/c小鼠的脾细胞作为反应细胞,丝裂霉素处理的Wistar大鼠脾细胞作为刺激细胞,两者细胞浓度均为1×106/mL。取96孔板,每孔加入刺激细胞和反应细胞各100μl,每份标本设3个复孔,在孵育箱中培养72h,终止前4h每孔加入MTT10μl,培养结束后加入二甲基亚砜150μl,37℃下振荡20min,用酶标仪测每孔OD570值计算抑制率;抑制率=(1-实验组OD/对照组OD)×100。

1.9小鼠血糖和体重的检测

胰岛细胞经门静脉移植导入小鼠体内,每日相同时间点测空腹血糖,以非禁食血糖值≤10mmol/判定为移植物存活,移植有效;若连续2次血糖值≥11.1mmol/l为移植物排斥,以第一次的时间为排斥时间。每周相同时间点观察小鼠的体重变化。

1.10统计学分析

数据以均数±标准差(χ±s)表示,实验数据进行t检验、方差分析,检验水准α=0.05,P

2结果

2.1单向混合淋巴细胞反应

t检验结果示:TCV组的平均OD值每次接种后比接种前有明显下降(P0.05),免疫后TCV组相同时间点同空白对照组比较,平均OD值有明显差异(P

2.2不同组间血糖控制水平的比较

方差分析(S-N-K法)结果示:移植组同非移植组之间的比较,A组与其他二组比较(P0.05)。见表2。

2.3移植组有效控制血糖天数的比较

t检验结果示:C组与B组比较(P

2.4不同组小鼠体重的变化趋势图

从趋势图中可以看出从造模成功到移植前3周,三组小鼠体重变化趋势相似,移植胰岛细胞后,非移植组体重随着时间延长不断下降,移植后的B、C组体重随时间延长逐渐回升,但B组体重回升一段时间后又开始下降。见图1。

3讨论

T细胞疫苗诱导免疫耐受可能涉及以下几个方面的机制:1)细胞免疫TCV可以诱导机体产生抗独特型T细胞,抑制体内活化的独特型抗原特异性T细胞,其中CD8+调节性T细胞在免疫应答的水平上对Th细胞表型进行调节,从而诱导免疫耐受的形成[5,6]。2)体液免疫TCV是由自身反应性T细胞经过化学或物理的方法灭活后制备而成的,本身表达一组特定的TCR,诱导机体产生针对TCR的抗体,也就是抗独特型抗体,导致机体对某种特定抗原的免疫无应答,此作用具有明显的抗原特异性。另外,TCV也具有与活化T细胞相同的表位,如IL-2R、IL-4R和CD4、CD8等黏附分子,诱导产生针对T细胞表面活化分子的抗体如IL-2R抗体等,此作用不具有抗原特异性[7,8]。另外有研究发现TCV可激活调节性T细胞诱导免疫耐受[9],上述机制共同参与细胞凋亡的过程。在移植研究中,目前制备疫苗方法大多是先用供体抗原致敏受体,再收集相应部位的淋巴结细胞或脾细胞,用低浓度ConA 体外培养48h激活同种抗原特异性T 细胞,最后用化学或物理的方法灭活细胞。

本实验运用体外培养的方法制作T细胞疫苗,以灭活的供体脾细胞作为刺激细胞,受体脾细胞作为反应细胞,两者混合低浓度ConA刺激增值,形成供体抗原特异性T细胞,然后丝裂霉素灭活制成T细胞疫苗,实验结果显示,接种疫苗后抑制率随免疫次数的增加而增加,第三次免疫后抑制率达到86.1%,说明接种疫苗后,小鼠对特异性抗原的免疫排斥反应降低。移植物存活时间实验组同对照组比较有显著延长,证实体外制备的TCV可以诱导受体产生抗原特异性免疫耐受,延长了移植物的存活时间。

与传统方法比较,体外方法在体外用抗原刺激受体细胞制成供体抗原特异性T细胞,不仅避免反复致敏受体给机体带来的痛苦,也缩短了疫苗制备的时间,更利于在临床上的推广应用。本次研究的创新在于用体外方法制备T细胞疫苗并诱导了异种胰岛移植的免疫耐受,说明其有一定的可行性。但是与体内方法作用效果的比较,在制备疫苗过程中细胞的浓度、致敏受体时疫苗的最佳浓度等问题仍需进一步研究。

[参考文献]

[1] Cohen IR, Weiner HL. T cell vaccination[J]. Immunol Today,1988, 9:332.

[2] Shapira OM,Mpr E,Reshef T,et al. Prolongation of survival of rat cardiac allografts by T cell vaccination[J]. J Clin Invest,1993,91:388-390.

[3] Apalois BE,WahoffDC,Sutherl DE,et al. T cell vaccination fails to prolong survival of skin allografts in mice[J]. Transplantation,1995,60(4):401-404.

[4] 黄锦庆,陈德,钱世,等. 大鼠T细胞疫苗的制备及其抗移植皮肤排斥作用的实验研究[J]. 中华普外科学文献(电子版),2007,4(1):208 -211.

[5] Zang YC,Hong J,Rivera VM,et al. Preferential recognitioof TCR hypervarible regions by human anti-idiotypic T cells induced by T cell vaccination[J]. Immunol,2000,164(8):4011-4017.

[6] 赵振林,郭永章,李立,等. T细胞免疫前后外周血CD4+和CD8+T细胞变化的分析[J]. 免疫学杂志,2003,3(19):27-30.

[7] 陈永良,何球藻. 移植免疫中T细胞疫苗作用机制的初步分析[J]. 上海免疫学杂志,1996,16(2):138-140.

[8] 赵振林,郭永章,李立,等. T细胞疫苗诱导免疫耐受于外周血T细胞凋亡关系的探讨[J]. 中国普外基础与临床杂志,2003,4(10):359- 361.

篇8

(黑龙江省齐齐哈尔市兽医卫生防疫站 161006)

对动物按程序定期进行免疫注射,是预防动物传染病的关键。成功的免疫取决于有效的疫苗、熟练的操作技术和健康的易感动物等方面因素。?

1 疫苗概述?

活毒疫苗可以分为强毒疫苗、弱毒疫苗、异源疫苗和重组疫苗。弱毒疫苗的应用比较广泛,是利用毒力减弱的细菌或病毒等微生物经大量繁殖后制成的活苗。制备弱毒苗所用的弱毒菌株和病毒株有的是从自然界中筛选出来的,如鸡新城疫Ⅱ系苗和Ⅳ系苗等;也有的为人工致弱毒(菌)株或病毒株,如猪丹毒弱毒疫苗和猪瘟兔化弱毒疫苗等。此类疫苗免疫效果好,使被免疫动物产生坚强的免疫力,免疫期长,但存在散毒和新疫源的问题。?

强毒或弱毒大量繁殖后,采用物理的或化学的方法使其灭活,但仍保留其免疫原性制成的苗即为灭活苗,又叫做死苗。灭活苗比较安全,对母源抗体的干扰作用不敏感,但需要免疫佐剂增强免疫应答。由于灭活苗不能在体内复制繁殖,因而需要2~3周才能刺激机体产生免疫保护力。?

将同种细菌或病毒的不同血清型混合制成的疫苗,称为多价疫苗。多价疫苗在流行毒株存在不同血清型时,可拓宽保护范围,提高疫苗的保护力。联苗是由两种及两种以上的细菌或病毒联合制成的疫苗,1次免疫可达到预防多种疫病的目的。?

2 兽用生物制品?

运输、储存不当按照生物制品的运输要求,生物制品的运输必须在冷冻(冷藏)条件下运输。目前,许多运输生物制品的条件不符合要求,有的是用保温箱运输,有的干脆就放在公共汽车上进行长途运输,由于储存条件不合格,势必影响到生物制品的效力。在生物制品的保管过程中,相当一部分经营户没有所规定的保管条件,有的随意堆放,销售之前放在冰箱里冻一下;有的不分冻干苗还是灭活苗都放入冰箱冷冻室;有的生物制品经营户为了省电,往往是白天将冰箱通电,夜晚将冰箱断电,使生物制品反复冻融。由于生物制品效力的不可逆性,必然会影响生物制品的质量,从而影响免疫质量。?

3 免疫计划及免疫注射技术?

流行的疾病与免疫接种的疫苗血清型或亚型不相吻合。致使畜禽机体内对流行的传染病没有相应抗体,不能保护机体不发病。人为增加接种剂量或免疫过频。致使畜禽产生免疫耐受,对疫苗不引起免疫应答,还抑制再次使用时淋巴细胞的激活。?

在动物防疫工作实践中,有许多防疫人员不能很好地按照规范操作,对防疫器械、注射部位极少进行消毒,更不规范的是某些防疫人员一只注射器不作认真处理就用于多种生物制品的注射。注射后不进行认真观察,也不作任何记录生物制品注射对动物是一种应激性刺激,根据机体个体状况,可能出现应激反应,如果加强观察,及时用肾上腺素等药物急救治疗,完全可以减少损失。不作记录常造成漏打或重复注射,并对以后的补防补打造成困难。在免疫过程中,有的防疫人员随意加大注射剂量,有的担心产生注苗反应而随意减少剂量。有的防疫人员自以为技术熟练,没有将生物制品注射到说明书要求的部位,而是采取“飞针”的方法,在很大程度上影响了注射剂量和注射的准确性。?

篇9

【摘要】

目的提取野生抱茎蓼花中的挥发油,分析挥发油的组分,探讨其生物活性,为开发这一资源提供理论依据。方法用水蒸气蒸馏法从抱茎蓼的花中提取挥发油,用气相色谱-质谱联用技术对挥发油组分进行分离和鉴定,运用气相色谱面积归一化法确定各组分的相对含量,并利用正构烷烃系列物质对各组分进行定性确定,对抱茎蓼花的挥发油进行抗菌实验。结果从抱茎蓼花的挥发油中检出69个组分,鉴定出66个组分,占全油的96.92%;抱茎蓼花的挥发油有明显地抗菌活性。结论 抱茎蓼花的挥发油中主要以单萜和倍半萜为主,含量较高的组分是石竹烯(12.01 %)、3-己烯-1-醇(10.78%)、α-里哪醇(6.88%)、3-辛烯-3-醇(6.32%)等,其挥发油对大肠埃希菌、伤寒沙门菌、肠炎沙门菌和金黄色葡萄球菌有明显地抑制和灭活作用。

【关键词】 抱茎蓼;抱茎蓼花;挥发油;气相色谱-质谱法;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

陕西南部秦巴山区野生的抱茎蓼Polygonum amplexicaule D.Don是蓼科Polynonaceae蓼属Polygonum L.的一种草本植物,又名红三七[1]。蓼属植物具有清热解毒、散结消肿、活血止痛、顺气解痉、收敛止泻等功效,有些还具有抗菌消炎、抗氧化、抗肿瘤、杀虫等多种生物活性[2],因此对该属植物生物活性成分的研究较多[3],对该属植物的挥发油也有一些研究报道[4]。抱茎蓼地上和地下部分的生物活性成分已有文献报道[5,6],抱茎蓼叶子的挥发油也已有研究[1],抱茎蓼花中的挥发性成分分析尚未见报道,挥发油有许多独特的生理活性如杀菌消炎、抗氧化、清热解毒等作用,有的已用于医疗和保健,因此,深入研究抱茎蓼挥发油有重要的价值和意义。本实验从秦巴山区野生抱茎蓼的花中提取挥发油,分析其组分并确定各个组分的相对含量,并运用正构烷烃系列物质对各组分进行定性,对其挥发油进行初步地抗菌活性实验,以期为抱茎蓼挥发油的开发利用提供可靠的科学依据。

1 器材与方法

1.1 材料

抱茎蓼的花于200608上旬在四川境内的大巴山上收集,全草经陕西师范大学生命科学学院田先华教授鉴定确认为抱茎蓼Polygonum amplexicaule D.Don(标本编号SNU 05-11-29 LIU)。

1.2 试剂

无水硫酸钠、乙醚、氯化钠(均为分析纯,西安化学试剂厂),水为蒸馏水,正构烷烃系列物质(C6~C20)为色标(北京化学试剂公司进口分装)。MH肉汤,肉汤培养基,普通琼脂平板培养基。活性实验所用标准菌株冻干品购自中国预防医学科学院北京药品生药制品鉴定所中国医学细菌保藏中心。

1.3 仪器

Finnigan-Trace DSQ型GC/MS仪(美国热电公司),GC(美国安捷伦利科技有限公司,Agilent GC 6890N,FID),打浆机,96孔培养板,普通培养箱,水蒸气蒸馏装置。

1.4 方法

1.4.1 挥发油的提取

从新鲜的抱茎蓼上取花20 g,用打浆机打碎成泥浆状,水蒸气蒸馏提取挥发油12 h。馏出液经NaCl饱和后用乙醚萃取3次,萃取液用无水硫酸钠干燥24 h,蒸馏回收乙醚后得到一种有清香气味的淡黄色挥发油0.112 g,得油率为0.56 %。密封0℃下保存备用。

1.4.2 GC-MS工作条件

Finnigan-Trace DSQ型GC/MS仪,色谱柱型号:DB-5 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)。色谱条件:载气为He气,柱温50~280 ℃;初始温度为50℃,保持3 min后,以10 ℃/min程序升温,升至280 ℃并保持3 min;进样口温度为250 ℃,衡流模式流量为1 ml/min,进样量为0.1 μl,分流比为30:1,色质界面温度为250 ℃。质谱条件:EI离子源,电离能量70 eV,离子源温度200 ℃,倍增器电压976 V,扫描范围40~500质量单位。定量和定性方法:各色谱峰对应的质谱图经计算机谱库(NIST库)检索进行定性,各组分的相对含量根据总离子流图由计算机采用峰面积归一化法计算。

1.4.3 正构烷烃系列物质对挥发油中各组分的定性

利用GC对挥发油各组分依据正构烷烃系列(C6~C20)进行定性,确定各组分的Kovats保留指数RI值[7]。GC工作条件:色谱柱型号HP-5(5%Phenyl Methyl Siloxane; capillary:30.0 m×320 μm×0.25 μm),柱温50~280 ℃;初始温度50℃,保持3 min以10℃/min程序升温;进样口温度为250 ℃,检测器温度为250℃,衡流模式流量为1.5 ml/min,进样量为0.2 μl,分流比30:1,检测器为FID,载气为N2。

1.4.4 抗菌实验

抗菌实验菌株为大肠埃希菌、伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、鼠伤寒沙门菌、福氏志贺菌、金黄色葡萄球菌和白色假丝酵母菌。试验菌液配置:细菌接种于MH肉汤,置普通培养箱37 ℃下24 h培养,以比浊法计数。用培养液调配成106 CFU/ml,培养基用肉汤培养基和普通琼脂平板培养基,同时设立细菌对照,采用微量二倍连续梯度稀释法确定最小抑菌浓度(MIC),平板转种法确定最小杀菌浓度(MBC)[1]。

2 结果

2.1 抱茎蓼花的挥发油组分分析抱茎蓼花的挥发油经GC-MS分离的总离子流图如图1,分离出69个组分,各峰经质谱扫描后所得的质谱图用计算机谱库检索,结合人工谱图解析,对基峰、质荷比和相对丰度等分别对各峰加以确认,鉴定出66个组分,占全油的96.92%。抱茎蓼花的挥发油成分分析结果列于表1。表1中的RI值是选用一系列正构烷烃作为参比物,其他各组分的保留行为用在色谱图谱上紧靠它的两个正构烷烃来标定,保留值挨得很近,保留指数的测定可精确得到1个I单位,甚至0.1个I单位,相对偏差仅为0.1%~0.2%,使用RI值减少了许多外部因素,重现性得到提高。

抱茎蓼花的挥发油组分中含量较高的组分是石竹烯(12.01%)、3-己烯-1-醇(10.78%)、α-里哪醇(6.88%)、3-辛烯-3-醇(6.32%)、β-环柠檬醛(5.31%)等,它们占到了挥发油总量的41.30%。在这些含量较高的物质结构中均含有不饱和双键,含不饱和双键的化合物往往会表现出一系列的生理活性,这些含量较高物质的结构特征预示着抱茎蓼花的挥发油可能具有一定的生理活性。和文献报道的抱茎蓼叶子中挥发油的主要成分是一致的,但叶子挥发油和花挥发油的组成存在着很大的差异[1],从抱茎蓼的叶子挥发油中仅鉴定出38个组分,可见抱茎蓼花的挥发油组成是复杂多样的。

从抱茎蓼花的挥发油成分种类来看以醇、酮、烯烃、酯类居多,其中醇类21种,烯类10种,酮类9种,酯类9种,杂环化合物有两个。挥发性醇类一般具有令人兴奋的调和性气味且有抗腐败、抗滤过性病毒等特性,如橙花叔醇有玫瑰花香,属于高级烯醇类物质,有愉快持久的香气;α-萜品醇有显著的平喘功效,也可作为空气消毒剂,是一种麝香型萜烯类物质;里哪醇也叫芳樟醇,是世界三大香醇之一,是香料、日用和医药等工业必不可少的原料,芳樟醇及酯常用于各种人造精油的调和原料,也用于配制化妆香精和皂用香精等;叶绿醇也叫植醇,是一种无环二萜化合物,是合成维生素E、维生素K1的原料;石竹烯对皮肤炎症及消化系统溃疡有较好的疗效,具有抗氧化作用,广泛应用于香料、食品工业、和药物合成中间体等领域。抱茎蓼花的挥发油成分以单萜和倍半萜类居多,萜类化合物一般具有提神、抗菌消炎和镇痛等作用。这预示着抱茎蓼花的挥发油有一定的药理活性,抱茎蓼花的挥发油具有良好的应用开发价值,有必要进一步研究其药理活性。表1 抱茎蓼花的挥发油化学组分(略)

2.2 抗菌活性结果分析抱茎蓼花的挥发油对8个标准菌株的MIC和MBC如表2。从表2中结果可以看出抱茎蓼花的挥发油对实验所选用的8个试验菌株均有明显的抑制作用和灭活作用,能有效地抵抗常见肠道致病菌的感染。抱茎蓼花的挥发油对大肠埃希菌ATCC 25922株和金黄色葡萄球菌ATCC 25925株的MIC值是3.68μl/ml和3.88μl/ml,表明抱茎蓼花的挥发油对这两个细菌有显著的抑制作用。该挥发油对肠炎沙门菌50 040株和伤寒沙门菌50127株的MIC值分别是4.56 μl/ml和4.92 μl/ml,表明该挥发油对这两个细菌也有非常明显的抑制作用。抱茎蓼花的挥发油对其他细菌的MIC值相对较大一些,但也表现出一定的抑菌活性,抱茎蓼花的挥发油对实验的8个菌株均有明显地抑制作用。抱茎蓼花的挥发油对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的MBC值是5.02 μl/ml和5.26 μl/ml,表明该挥发油对两个细菌有显著的杀灭作用;抱茎蓼花的挥发油对肠炎沙门菌和伤寒沙门菌的MBC值分别是6.78 μl/ml和6.32 μl/ml,表明该挥发油对这两个细菌也有非常明显的杀灭作用;抱茎蓼花的挥发油对实验的8个菌株均有明显的杀灭作用。抱茎蓼花的挥发油对大肠埃希菌、伤寒沙门菌、肠炎沙门菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用和灭活作用更为显著。表2 抱茎蓼花的挥发油对标准菌株的MIC 和MBC值(略)

3 结论

水蒸气蒸馏法提取抱茎蓼花中的挥发油简单、方便,用GC-MS和GC分析挥发油成分和含量准确性高。该挥发油对实验菌株的抑制作用和灭活作用显著,这为开发利用这一资源可提供科学的依据。抱茎蓼花的挥发油组成复杂多样,与文献报道的抱茎蓼叶子中的挥发油组成和蓼属其他植物挥发油化学成分中的一些主要成分是一致的[1],以单萜和倍半萜为主[3,4],这说明物种与其化学组成具有一定的相关性,其中的主要化学成分对该属植物的鉴定有参考价值,但由于种类、地域、来源的不同和植物部位的不同挥发油化学组成会存在着一定的差异,这意味着挥发油的生物活性也存在着差异。抗菌实验结果表明秦巴山区野生抱茎蓼花的挥发油对实验所选用的8个菌株均有明显的抑制作用和灭活作用,这和抱茎蓼全草的水提物具有广谱抗菌作用的结果相一致[2]。本实验只对其花挥发油的抗菌活性作了初步研究,其他生物活性试验还有探讨的价值和意义。

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篇10

Key word: water treatment; chironomus larva; prevention

摇蚊幼虫(红虫)大量孳生是由于水体污染导致的富营养化而变得日益突出的困扰供水界的新问题。摇蚊幼虫的抗氧化性较强,常规水处理的消毒工艺难以将其有效地杀灭,使得在我国一些大中城市的水厂清水池乃至管网水中都曾发现过摇蚊幼虫。在我国南方一些城市,由于气候具有常年温暖潮湿的特征,适于昆虫繁殖,问题更加突出。摇蚊幼虫不仅给用户带来了不良的感官影响,引起用户对水质信心的下降与恐慌,更为重要的是摇蚊幼虫还是人类多种传染疾病的传播媒介,对居民的饮用水安全带来极大的威胁。

1.摇蚊幼虫的生活习性及分布

摇蚊分属昆虫双翅目摇蚊科[1],由于身体内含有血红蛋白而成红色。摇蚊的生活史经过卵—幼虫—蛹—成虫四个阶段。有的两年只有一个世代,有的一年却有七个世代,但大多数每年有两个世代,第一个在春季(5~6月),第二个在夏季(8~9月)。

摇蚊的卵产于水面,卵块内有300~700个卵。初孵的摇蚊幼虫具趋光性,经过3~6天浮游生活后,转入底栖生活,利用藻类、腐屑、细沙、淤泥、唾液腺所分泌丝状物筑巢,多数种类筑成两头开口的管型巢。随着幼虫转入底栖,幼虫由趋光性改为背光性。幼虫经四次蜕皮后进入蛹阶段,每蜕皮1次,体色加深,从淡红色、鲜红色、深红色至变成黑褐色的蛹。幼虫的食性,除了环足摇蚊属Cricotopus中某些专吃植物的种类外,其余种类可分肉食性与杂食性两大类。肉食性种类以甲壳类、寡毛类和其他摇蚊幼虫为食。而杂食性则以细菌、藻类、水生植物和小动物为食。幼虫的摄食方式有:粘食、滤食、沉食、采食和捕食几种[2]。

摇蚊分布很广,其幼虫几乎在任何水域中均可见到,它们适应性亦强,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,一年积雪达8个月之久的哈里湖,也有羽摇蚊的栖息。大多数种类幼虫生活在淡水中,但也有在盐份很高的水体中生活的,如盐生摇蚊T.gr.salinarius,它不但在氯离子浓度较高的青海湖中生存,也能在碱性苏打型的水体中生存[2]。

2 影响摇蚊生长繁殖的主要环境因素

环境因子对摇蚊生长繁殖的影响作用是一个十分复杂的论题,表现为不仅因子众多,加之在不同的底栖环境中因子有不同的影响作用,因此至今尚未有一个较全面的理解,一般文献中探讨的内容主要从以下几个方面来进行阐述。

2.1温度

在食物和其他环境条件适宜的条件下,升高温度可加快摇蚊的生长发育速度,缩短周转率[3]。温度与世代时间呈负相关性,摇蚊完成一个世代的时间随温度的变化情况如图1[4]。

2.2 溶氧

许多深水湖泊或其他遭受有机污染的水体中底质环境的溶氧常处于相对较低水平,这对于生活在这种环境中的底栖动物来说,溶氧明显地成为它们的限制因子。Kitagawa认为,决定摇蚊幼虫分布的主要因素是湖体底部的溶解氧含量[5]。也有研究发现,含氧量与摇蚊羽化成虫数量呈负相关,即含氧量增高时羽化成虫数量却减少 [6]。有研究认为,摇蚊幼虫的呼吸是通过体壁从水中交换气体的。体色血红色的幼虫体内含有血红蛋白,它比非红色幼虫耐缺氧,甚至在无氧条件下也能生存30~120天。这是体内营养物质不经氧化分解成乳酸或脂肪酸,以释放能量维持生命[2]。

2.3 pH值

pH值也是影响摇蚊幼虫生长的环境因素之一。摇蚊的多数种类能生存于pH为6~8的水域,个别种类如Cacerbiphilus能生活在pH为1.4的极酸性水域中[2]。在实际的水厂生产中,水的pH值一般都控制在7.0~8.0,是摇蚊幼虫生长的最佳pH值范围,为摇蚊幼虫的孳生提供了良好的水质环境。

2.4底质

无论在湖泊还是河流,底质的特性与组成都是一个影响摇蚊幼虫的重要环境因子。摇蚊幼虫能够直接利用有机物,可以认为,水体中摇蚊幼虫的分布在很大程度上由底质中的有机物含量所决定,而有机物的含量在一定程度上反映了水体的富营养化状态和污染水平。Lundbeak的研究成果认为:湖泊与水库水体中底质中的有机质含量决定了摇蚊幼虫的种类组成和数量[7]。据刘建康等的资料,武汉东湖腐泥底质中摇蚊幼虫密度和生物量大于沙泥等其他底质[8]。所以有机物耗氧量的年平均值与底栖动物生物量之间存在非常显著的正相关。

转贴于 3摇蚊幼虫在水处理流程中的发生与分布规律

天然水体污染程度的加重,直接导致底栖动物多样性明显降低,而适应富营养水体的摇蚊类水生昆虫在水体中却占优势地位,在水体富营养严重时常可发现大量的摇蚊科幼虫。摇蚊幼虫在水厂中的产生经由两个方面,一方面摇蚊在水源的地表水体水面产卵并在水中繁殖,大量的摇蚊幼虫及虫卵个体随着水流进入水处理系统,通过挂网实验发现进入水厂的原水中含有大量的摇蚊虫卵及低龄的幼虫;另一方面,摇蚊成虫在水处理流程中的沉淀池等敞开水面产卵并在水中繁殖。这两个形成因素协同作用,使得摇蚊幼虫污染问题很难通过单一的办法来解决。

摇蚊幼虫孳生要有理想的筑巢场所,观察发现在水处理工艺中平流沉淀池由于只有四壁可以适合幼虫的筑巢,所以摇蚊幼虫污染现象比较轻微;而对于斜板(斜管)沉淀池,由于斜板(斜管)表面粗糙,易于沉积矾花淤泥,因而摇蚊幼虫可以在斜板(斜管)上及沉淀池的池底利用絮凝体、泥土等筑巢,以水中的藻类、有机物为食,并羽化为摇蚊成虫;摇蚊成虫在沉淀池池壁上产卵,卵孵化成幼虫后,一些幼虫沉入池底生长,一些就随水流进入滤池。由于刚孵化的幼虫直径仅80μm,对常规的滤池有可能穿透并进入清水池,就可能在清水池内进行二次繁殖或直接进入管网(如图2所示) [9]。

4 摇蚊幼虫污染防治技术

国内自1996年起至今,在上海、广州、北京和宁波等地城市供水系统发生了摇蚊幼虫污染事件[10],引起了水处理工作者的关注,一些研究者对摇蚊幼虫污染防治技术进行了研究,主要包括如下几个方面。

4.1物理防治

物理防治是利用机械方法,以及声、光、电、温度等条件,捕杀、诱杀或驱除害虫。近年来,在这方面研究得较多的是光电诱杀,利用蚊虫的趋光性,用一定波长的灯光,将害虫诱来,再用灯外的高压电去杀,或用机电动力将蚊虫吸入网内。

抑制摇蚊成虫产卵,从而可以达到控制摇蚊幼虫数量的目的。由于水池池壁是摇蚊栖息、产卵的主要场所。在沉淀池面上架装喷雾装置来隔断摇蚊成虫后到水面上产卵的途径,同时迫使羽化不久的成虫翅被打湿而不能飞起、,基本上能达到杜绝摇蚊在水池池壁上产卵的目的[11]。

代田昭彦指出[12],摇蚊产卵大体与成虫形成蚊柱的时间一致,光强在300lx以上摇蚊就不再产卵。400W橘黄色探照灯较为合适,该光源光束集中,穿透力强,当光强超过300lx时,光照能从很大程度上抑制摇蚊产卵,但还不能彻底根除[11]。

超声波对大龄摇蚊幼虫杀灭率随着溶解氧浓度的提高和超声波幅射时间的延长而上升;而且超声波与二氧化氯、液氯之间存在着明显的协同增效效应,且余氯的效果要优于二氧化氯,这可能与大龄摇蚊幼虫身体构造有关[13]。

由于水厂的原水中含有大量的摇蚊虫卵及低龄的幼虫,造成了摇蚊幼虫在水处理工艺中富集,使物理方法不能从根本上抑制摇蚊幼虫在水厂中的孳生,所以物理方法只能作为一种辅助手段来使用。

4.2化学防治

化学药剂对生物的灭活作用主要是由于生物接触药剂后其体内的蛋白酶遭到破坏,不能参与氧化还原系统的活动,代谢机能发生障碍而引起的[14]。化学药剂可通过吸附、渗透作用或直接破坏生物体壁的结构而进入到生物体中。药剂氧化性能的高低导致其在摇蚊幼虫灭活率方面的差异,需要有强氧化能力的化学药剂、并且有足够的作用时间,才能对其进行有效灭活。John.C.Hoff与Edwin E.Geldreich对大肠杆菌和病原体的灭活试验研究表明,几种氧化剂的氧化能力由高到低依次为:O3>ClO2>Cl2>NH2Cl,可见二氧化氯和臭氧的氧化能力高于氯气。但是由于臭氧在水体中的分解速度较快很难保证较长时间的持续灭活能力[15],所以尽管它的氧化能力比二氧化氯强,但由于有效灭活作用的接触时间短使得它达到100%灭活率时的投药量高于二氧化氯。

无论是二氧化氯、液氯还是过氧化氢、臭氧,只要保证在一定的投加量(表1)以上,都能在较短时间内将摇蚊幼虫杀灭。在几种药剂的对比中,现场发生二氧化氯的杀虫能力最强,适宜的投加量很低[11]。

Michael K.Alexander曾采用美国卡尔岗公司生产的絮凝剂和浓度为35%的过氧化氢溶液进行针对摇蚊幼虫的短期和长期杀灭实验,得出了短期半致死浓度均为112 mg/L,长期半致死浓度分别为13 mg/L和51 mg/L [16]。

叶劲[10]进行了过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾、石灰水等化学药剂喷洒和浸泡杀灭实验。结果表明:喷洒5%浓度的过氧化氢效果最佳,能在短时间内杀死摇蚊幼虫,而过氧化氢、次氯酸钠的浸泡杀灭效果较佳。在成都市某水厂快滤池的生产实验表明,过氧化氢实际浓度为0.23%(有效浓度),浸泡时间2h,杀灭摇蚊幼虫效果显著。

液氯是水处理工艺中最常用的化学氧化剂,但是摇蚊幼虫的生物体对不良环境会产生一定的抗性,若连续提高投氯量会使摇蚊幼虫对氯产生较强的抗性,所以可以采用间歇提高前加氯量的方法,使摇蚊幼虫未来得及产生抗性前毒杀它们,这样效果较显著,且节约了氯耗。但摇蚊的虫卵对水中余氯有较强的抵抗力,2mg/L的余氯量对之并无影响,在自来水中虫卵孵化率可达95%以上[17]。

深圳水司的实践表明,采用一定浓度的液氯浸泡沉淀池,可以长时间抑制摇蚊幼虫的发生与孳生。但是由于液氯浸池的时间长达24h,影响了水厂的正常供水,所以这种方法可以在摇蚊幼虫大规模爆发时采用。在不影响水厂正常生产的情况下,在沉淀池中投加化学氧化剂,可以利用摇蚊幼虫在凝絮体中筑巢的生理特点,往往使灭活率较高。但是该方法既增加了生产成本,又由于加大氧化剂的投量而加剧了副产物的生成,给出厂水的水质安全造成新的问题。

4.3 微生物防治

微生物防治害虫是生物防治的一个重要组成部分。特定微生物能直接杀死害虫,不污染环境。目前国内外尚无微生物杀虫剂用于饮用水的报道。1987年后期美国印第安那州的洛厄尔城发生了城市供水系统摇蚊幼虫污染。洛厄尔城实施了清洗消毒等处理措施,但是没有取得明显的效果。他们曾尝试利用苏云金杆菌以色列变种(以下简称Bti)来治理,但提案被印第安那州政府否决,首先是因为Bti尚未被批准应用在饮用水中,其次是因为在相关法规上,不允许在饮用水中投加杀虫剂。最后他们采用Cat-floc Ls食品级聚合物来治理,其作用是作为水絮凝剂去除摇蚊幼虫所需的食物—硫化细菌和铁细菌[16]。

4.4 环境防治

环境防治是通过环境改造以防止或减少害虫的孳生繁殖。环境防治是对昆虫生态学的实际应用,它是根据害虫生物学的特点,对害虫生活环境治理,使之不利于害虫的生长、繁殖,而达到防治害虫的目的。

摇蚊幼虫以水中的有机物碎屑、细菌及藻类为食[10]。强化混凝,通过投加聚丙烯酰胺助凝,控制待滤水浊度小于3NTU,可以提高原水中有机物和藻类等的去除率,减少幼虫的食物来源,使其生活环境质量下降,降低幼虫的生存机率;针对摇蚊幼虫可在沉淀池底泥中越冬生活的特点,增加冬季和秋季的大强度清洗工作,可以除去底泥中存在的摇蚊幼虫,抑制其再度生长繁殖;加强滤池管理,保证滤池的正常运行,滤池池壁要勤洗刷,对气水反冲洗滤池的池底水区要经常排空,以保持池体的清洁,同样可以减少摇蚊幼虫的滋生机率[9]。

4.5 生物操纵技术

“生物操纵”技术其内容就是利用生态系统食物链摄取原理和生物的相生相克关系,通过改变水体的生物群落结构来达到改善水质恢复生态平衡的目的[18]。摇蚊幼虫是多数经济鱼类的优良天然饵料,在浮游阶段时,可被不少幼鱼摄取;当转入底栖时,则是底层鱼类鲤、鲫、青鱼等的良好铒料。鱼类属于水生生态系统中食物网的顶级消费者,放养大型不同食性的鱼类,势必影响鱼类的群落结构,并对其他生物群落,特别对饵料生物群落产生极大的影响,进而影响整个生态系统的结构和功能[19]。所以利用生物种群间的捕食关系,从生态学的角度入手,可以通过生物操纵技术来抑制摇蚊幼虫的滋生。

周令等人[11]对原水前加氯的情况下沉淀池养鱼的可行性进行了试验研究,试验鱼种采用鲫鱼鱼苗。结果表明:(1)沉淀水余氯<1.0mg/L,鱼苗在沉淀水中生长良好,没有出现不适应症状;(2)鱼喜食摇蚊幼虫特别是老龄红虫,有利于灭蚊和控制红虫数量;(3)几种鱼类配合放养,使鱼在沉淀池中呈立体分布,有利于消灭不同生活习性的各发育阶段的摇蚊幼虫;(4)放养鱼苗的沉淀池出水浊度及氨氮含量与未放养鱼沉淀池出水相差不大,说明鱼的正常活动及其排泄物不会影响沉淀效果。

沉淀池养鱼由于可操作性差,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摇蚊幼虫及虫卵。在水体中实施以生态治理为目的的鱼类放养,其放养的生物量应远低于以提高鱼产量为目标的水体渔业养殖中的高密度放养量。在微型生态系统中鱼类放养实验表明,在放养生物量为30g/m3的条件下,水体中的氮、磷等营养物质得到了一定程度的去除,有机物的指标下降、溶解氧的浓度有所提高,浮游植物藻类尤其是蓝、绿藻的生物量也被控制在较低的水平,有效地控制和缓解了水体富营养化的进程。“生物操纵”技术可以在水体生态治理中发挥重要作用,这也是解决水处理工艺中摇蚊幼虫污染问题的重要途径之一。

总之,单凭某一种物理、化学或生物的方法还不能对城市给水处理过程中摇蚊幼虫的孳生进行卓有成效的控制,必须各种方法兼用,互相渗透,多级设防,多层屏障,贯穿于整个净水厂净水工艺系统中。

5研究展望

水处理过程中摇蚊幼虫污染问题的研究,目前仍处于探索阶段,今后应从以下几个方面进行深入研究,以期早日实现摇蚊幼虫污染防治的系统化,确保饮用水的安全。

5.1进行传统制水工艺的各净水单元对摇蚊幼虫去除的特性研究,了解摇蚊幼虫在工艺中的孳生规律及机理,以指导水厂在其暴发期间采取强化工艺或应急措施。

5.2进行摇蚊幼虫在饮用水深度处理工艺(如紫外—臭氧氧化、膜滤、臭氧—生物活性炭等)中的去除规律及机理研究,为水厂采用深度处理工艺去除摇蚊幼虫污染提供理论指导。

5.3从生态学角度出发,研究摇蚊幼虫、鱼类、营养物质水平之间的关系,建立有效的生物控制方法。

水处理工艺中摇蚊幼虫污染控制是一项复杂的系统工程,应结合污染的实际状况采取适当的措施,把水源水富营养化控制与净水处理工艺有机地结合起来。从长远来看,强化水源水体的保护与管理,对已被污染的水源采取有效方法治理,是解决饮用水摇蚊幼虫污染乃至水体富营养化的根本措施。

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