水體與空氣中病毒的富集與檢測

崔冶

摘 要：人們賴以生存的空氣和水體的質量對人類的健康存在巨大影響，空氣和水體環境中存在著大量的微生物，其中有些是致病的，所以有必要對水體和空氣中致病微生物進行檢測，以更好地處理和凈化環境。水體和空氣中微生物的含量很低，所以檢測前需要富集，以便準確高效地檢測病毒。本文介紹了水體和空氣中病毒的富集及檢測方法。

關鍵詞：環境病毒；富集；檢測

人的生存離不開空氣，每個人平均每天需要吸入10～12m3的空氣。空氣中包含著各種類型的微生物，這些微生物有些是致病性的。空氣中病菌傳播的途徑有塵埃、飛沫、飛沫核等，許多呼吸道傳染病都與空氣有關。與空氣相同，人類生命的維持離不開水，而水體也是病毒等病原微生物存活的主要場所，通過水體中病毒傳播造成的疾病有急性腸胃炎、結膜炎等，水體傳播的病毒主要為腸道病毒。空氣和水體是病毒傳播的主要媒介，空氣與水體中病毒的監測與治理在傳染病的控制中占據了重要的位置。下面來介紹空氣和水體中病毒的監測與治理方法。

1 環境中病毒的富集

1.1 空氣中病毒的富集

在微生物濃度較高的空氣環境中檢測時精度較高。在一般的空氣或微生物濃度很低的空氣中，則需要在采樣裝置中將微生物富集后檢測以提高檢測精度。空氣中病毒的富集方法主要有以下幾種。

（1）濾膜過濾法

濾膜過濾法常用在環境空氣中濃縮病毒，在處理病毒時具有很高的截留率，能夠連續處理樣品，選擇性好、高效等優點使其在飲用水消毒、空氣凈化等方面擁有良好前景。聚四氟乙烯病毒濾膜的出現進一步推動了濾膜過濾法檢測空氣中極低含量的病毒，并且在這個過程中核算提取和PVR擴增。

（2）靜電沉降法

Mainelis等認為靜電場采樣設備可以最大限度地維持生物氣溶膠的物理完整性，而且生物體復蘇技術的可靠性高于液體撞擊式采樣器。最新研發的靜電場采樣器，其濃縮空氣倍數更高，而且對病原微生物的捕捉效率更高，能夠維持微生物的活性。靜電場采樣儀器的現實應用性強，工作效率高于其他儀器，對空氣中極低濃度的病原微生物檢測具有優勢。

（3）自然沉降法

自然沉降法的原理是使在空氣中懸浮的微生物物質依靠重力自然沉降到采樣皿的瓊脂培養基面上，所以自然沉降法又稱為沉降平板法。自然沉降法需要的實驗條件最簡單、便宜，但是由于受到外界條件的限制，很容易出現較大誤差，沉降的效率也較低[1]。

1.2 水體中病毒的富集

水體與空氣中的有害病毒的濃度是很低的，一般的檢測工作是對大量樣品中的病毒進行富集濃縮。水體中病毒的富集方法常用的有以下幾種。

（1）絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是將調節好pH值的水體中加入氧化鋁、氫氧化鋁、磷酸鈣等絮凝劑，形成絮凝沉淀后，病毒與絮凝沉淀結合濃縮，最后收集沉淀并用堿液洗脫即可。除了常見的無機絮凝劑、有機絮凝劑外，糖、蛋白質、纖維素等生物絮凝劑在近些年的發展中日益興起。

（2）吸附-洗脫法

吸附-洗脫法是利用各種吸附劑吸附病毒，再使用一定量的洗脫劑洗脫下來，在水環境病毒的富集檢測和污水凈化等方面應用廣泛。吸附-洗脫法裝置簡單，單次處理樣品量大，病毒回收率高，成本低。

（3）超過濾法

超過濾法是利用一定的壓力驅使水樣通過特定材料的濾芯，這種特定材料只能允許水和低分子的物質通過，能夠濃縮大范圍的病毒，因為在這個過程中沒有酸化水樣或摻入多價陽離子，所以相比其他方法，病毒吸附而產生的量最少。由于濾芯孔徑很小，水樣通過濾芯時容易堵塞，所以耗時較長、效率較低[2]。

2 環境病毒的檢測

2.1 細胞培養法

標明病毒濃縮物感染性的最佳方式是采用特定的宿主細胞培養病毒，且可以進行病毒的分離與鑒定，不過此方法的使用條件較為苛刻，其需要特定的培養細胞、對實驗室硬件設施要求高，實驗費用昂貴且實驗耗時過長。即便如此，細胞培養法仍是檢測病毒感染的最直接方式，其適用于病毒的分離及病毒滴度檢測。細胞培養法與PCR法集成可從樣品中迅速檢測到感染性的微量病毒。

2.2 免疫學法

免疫學法是一種用于檢測特異性病毒抗原或抗體存在的廣泛手段，其原理是運用抗原-抗體之間反應的高度特異性，特點是特異性強、靈敏度高并且操作較為方便。例如，采用辣根過氧化物酶標記抗體，抗原與抗體結合后加入顯色物質會出現特定的顯色反應，是檢測抗體的重要手段。

免疫熒光實驗采用熒光素對水體和空氣中的病毒抗原或抗體標記進行檢測，這種方法需要將病毒固定以及采用特定的熒光顯微鏡。與其他血清學實驗比較，病毒經分離后采用熒光抗體染色更為簡單快捷，且可以定性和定量檢測。

2.3 PCR法

PCR法是病毒檢測的通用方法，其具有反應靈敏、較高的特異性、快捷方便的特點，被用于檢測水體中多種病毒。其可以檢測河流水體、海洋水體等水環境中的水樣，同時對娛樂場所與居民日常生活用水的病毒也有廣泛的適用性，是不同水環境中微生物和病毒病原體快捷、靈敏的檢測方法。

除了上述3種常用方法外，還有巢式或半巢式PCR、PCR與ELISA聯用、電泳、RT-PCR法等檢測方法，實際檢測工作中，可以根據不同水體與空氣的檢測要求選擇合適的病毒檢測手段。

3 結論

空氣和水環境病毒進行快速檢測應在監控環境安全方面發揮重要作用。空氣環境病毒富集常用濾膜過濾法、自然沉降法、靜電沉降法等，水體中病毒富集可以采用超過濾法、絮凝沉淀法、吸附-洗脫法等，每種方法都有各自的優勢和限制。PCR法、細胞培養法、免疫學法以及其他許多方法都可作為環境病毒檢測的手段。

參考文獻

[1]陳軍紅，周志軍，張林，等.空氣和水環境中病毒的富集與檢測研究進展[J].中國公共衛生，2005，21（4）：502-504.

[2]吳楚，吳宗斌.水中病毒的檢測方法研究[J].現代農業科學，2008（8）：48-50.