一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法，本方法中吸收液在8‑12min的时候达到饱和，有效缩短了采集时间；将Tween20作为一种增溶剂，可以在内毒素脂多糖分子与水分子之间形成架桥作用，促进更多的LPSs被吸收；800W条件下的超声破胞处理，超声波引入的空化效应和机械效应可以杀死细菌，使细胞壁上的具有生物活性的内毒素游离出，此外超生波的剪切力和震动可以使细颗粒物与LPSs分离，然而当超声强度过大，LPSs的结构会被破坏，变成无法被检测到的碎片。对采集条件的优化和对吸收液的预处理，使生物气溶胶中内毒素的采集效率有显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于大气微生物领域的采集和检测技术，更具体地说，涉及一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法。
技术介绍
内毒素是生物气溶胶中可以引起人体发热及肺功能损伤的一种有害物质，存在于革兰氏阴性菌细胞膜外层。它是由类脂A，核心寡聚糖和O-特异性多糖组成的对宿主有毒性的脂多糖(LPSs)。人类持续暴露在低浓度水平的内毒素条件下，会产生咳嗽、哮喘、有机尘肺病及慢性阻塞性肺炎等症状。传统的采集方法是用AGI-30液体冲击式吸收瓶，以12.5L/min的流量采集30min，将空气采集到无热源水中。该方法存在着内毒素在水中的吸收效果较差且采集耗时较长的问题，这对准确评价空气中内毒素的浓度水平产生了不利影响。现在，一些国外学者已经对提高生物气溶胶中内毒素的采集效率建立了一些方法，如更换采样器类型或加入增溶剂。但是国内学者在这方面几乎没有研究。
技术实现思路
针对现有技术内毒素在水中的吸收效果较差且采集耗时较长的问题，本专利技术提出了一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法。本专利技术的技术目的是通过以下技术方案予以实现：一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法，按照以下步骤进行：步骤1：在空气微生物吸收瓶内添加0.04-0.06％(v/v)的Tween20水溶液；步骤2：将抽气泵连接于空气微生物吸收瓶，将空气以12.5L/min的流量抽入空气微生物吸收瓶内，采集时间为8-12分钟；步骤3：使用超声仪对采集液进行超声破胞处理，在700-900W的超声波条件下，破碎8-12分钟；步骤4：将溶液用终点显色法鲎试剂进行分析测试。而且，所述的空气微生物吸收瓶为AGI-30空气微生物吸收瓶。相对于现有技术，本技术方案的有益效果为：吸收液在8-12min的时候达到饱和，有效缩短了采集时间；将Tween20作为一种增溶剂，可以在内毒素脂多糖分子与水分子之间形成架桥作用，促进更多的LPSs被吸收；800W条件下的超声破胞处理，超声波引入的空化效应和机械效应可以杀死细菌，使细胞壁上的具有生物活性的的内毒素游离出，此外超生波的剪切力和震动可以使细颗粒物与LPSs分离，然而当超声强度过大，LPSs的结构会被破坏，变成无法被检测到的碎片。对采集条件的优化和对吸收液的预处理，使生物气溶胶中内毒素的采集效率有显著提高。附图说明图1为气载内毒素的采集时间与浓度的关系图2为不同采样液条件下内毒素的浓度其中，NS：生理盐水(normalsaline)；PFW：除热源水(pyrogen-freesterilepurifiedwater)；PFW+T1：0.01％Tween20溶液；PFW+T2：0.025％Tween20溶液；PFW+T3：0.05％Tween20溶液图3为不同超声频率强度下内毒素的浓度具体实施方式下面结合附图与具体的实施方式对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术使用的实验仪器和药品如下：实验仪器：AGI-30液体冲击式吸收瓶(ZLKZR-B01，北京卓乐康科技有限公司)真空抽气泵(常州市索奥仪器制造有限公司)超声细胞破碎仪(天津市欧诺仪器仪表有限公司)数显恒温水浴锅(HH-1，金坛市盛威实验仪器厂)紫外-可见分光光度计(752N，上海精密科学仪器有限公司)马弗炉(TDW，余姚市东方电工仪器厂)灭菌锅(STIK，MJ-seriesAutoclaves)微量移液枪(Eppendorf，北京贝登医疗设备有限公司)药品：鲎试剂内毒检测试剂盒(厦门鲎试剂实验厂有限公司)除热源水(厦门鲎试剂实验厂有限公司)氯化钠NaCl(天津元立化工有限公司，分析纯)吐温20(凯玛特天津化工科技有限公司，分析纯)具体实施方式如下：一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法，按照以下步骤进行：步骤1：在AGI-30空气微生物吸收瓶内添加0.05％(v/v)的Tween20溶液；步骤2：将抽气泵连接于空气微生物吸收瓶，将空气以12.5L/min的流量抽入空气微生物吸收瓶内，采集时间为10分钟；步骤3：使用超声仪对采集液进行超声破胞处理，在800W的超声波条件下，破碎10分钟；步骤4：将溶液用终点显色法鲎试剂进行分析测试。具体实验结果与分析如下：以下分别通过对采集时间、采样液的预处理(Tween20添加量)和超声强度对内毒素采集浓度的关系，对本技术方案进行详细陈述，在研究某对应关系时其他实验条件均保持一致。从图1中可以看出，随着采集时间的增加，内毒素的浓度先增加后降低，在10min时达到了最大值209EU·m-3，即溶液饱和。继续增加采集时间，内毒素分子随空气流出，不再被采集液吸收，内毒素浓度降低。根据气载内毒素浓度的计算公式，气载内毒素浓度与采集时间成反比，采集时间越长，内毒素浓度越低。由此可见，长时间的采集存在着气载内毒素浓度监测不准确，采集效率低等问题，因此建议内毒素的采集时间为10min。原始的方法是以除热源水作为采样液，检测到内毒素的浓度为208EU·m-3。当换为生理盐水(0.85％NaCl)时，内毒素浓度降低至159EU·m-3，原因是生理盐水的浓度与细胞渗透压相近，有利于维持大肠杆菌的细胞形态，内毒素流出并分散到溶液中的几率减小，导致最终的检测结果偏低。Tween20(C58H114O26)是一种含有较多亲水基团(OCH2CH2)xOH的有机增溶剂，内毒素是由类脂A，核心寡聚糖和O-特异性多糖组成的脂多糖(LPSs)分子,基于相似相容原理，Tween20可以促进更多游离态的内毒素溶于采集液中。实验结果也证实了这一点，Tween20溶液可以大幅度增加内毒素的浓度。对Tween20的浓度进行进一步分析，发现0.05％的Tween20溶液对于气载内毒素的吸收效果最好，可以使采集到的内毒素浓度达到584EU·m-3。从图3中可以看出，对采样液进行超声破胞处理可以大幅度提高可检测到的内毒素的量，超声频率为500W时，内毒素的浓度提高至485EU·m-3，是无超声破胞处理时的2.3倍。随着超声频率从500W增加到1000W，内毒素的浓度先升高后降低，在800W时达到最大值753EU·m-3。超声产生的空化作用可以导致大肠杆菌细胞破碎，使细胞壁上具有生物活性的内毒素游离出来并溶于采样液中，被鲎试剂所检测得到。此外，超声在液体中前进时产生的机械作用可以使微粒之间发生猛烈的撞击使不相容的物质乳化，具有很好的搅拌效果并防止大肠杆菌菌胶团的形成，促进了内毒素在溶液中的溶解。以上对本专利技术进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤1：在空气微生物吸收瓶内添加0.04‑0.06％(v/v)的Tween20水溶液；步骤2：将抽气泵连接于空气微生物吸收瓶，将空气以12.5L/min的流量抽入空气微生物吸收瓶内，采集时间为8‑12分钟；步骤3：使用超声仪对采集液进行超声破胞处理，在700‑900W的超声波条件下，破碎8‑12分钟；步骤4：将溶液用终点显色法鲎试剂进行分析测试。

【技术特征摘要】
1.一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率的方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤1：在空气微生物吸收瓶内添加0.04-0.06％(v/v)的Tween20水溶液；步骤2：将抽气泵连接于空气微生物吸收瓶，将空气以12.5L/min的流量抽入空气微生物吸收瓶内，采集时间为8-12分钟；步骤3：使用超声仪对采集液进行超声破胞处理，在700-900W的超声波条件下，破碎8-12分钟；步骤4：将溶液用终点显色法鲎试剂进行分析测试。2.如权利要求1所述的一种提高生物气溶胶中内毒素采集和检测效率...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灿，温暖家，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12