生物气溶胶核酸检测技术分析.pdf

舰船电子工程
总第272期
Ship Electronic Engineering
2017年第2期
生物气溶胶核酸检測技术分析
韩丽丽齐秀丽徐莉
防化学院北京102205)
摘要生物气溶胶由一地细菌、真菌、病毒等微生物粒子构成,有时义被称为微生物气溶胶。生物气溶胶作为绝大多
数生物战剂的施放形式,经常在生物恐怖袭击中扮演重要角色。论文在介绍生物气溶胶定义、来源、特点的基础上,深入分
析生物气溶胶核酸檢測技术原理、优缺点、装备应用及国内外研究现状,并针对我国生物气溶胶檢测技术的研究提出自己的
几点建议。
关键词生物气溶胶;核酸檢测投术;建议
中图分类号X831DOI:10.39569/.issn.1672-9730.2017.02.005
Analysis of Biological Aerosoldetection Technology
HAN Lili O Xiuli XU Li
(nstitute of Chemical Defence, Beijing 102205)
Abstract Biological aerosol is composed ol bacteria, fungi and viruses and is sometimes referred to as microbial aero
sol. As a releasing form of most biological warfare agents, bioaerosol often plays an important role in the biological terrorist
attacks. This paper based on the introduction to the delinition, source, and the characteristics of the bioaerosol, summarizes
the current biological aerosol detection technology. It also makes a deep analysis on the principles, strengths and weaknes
ses, the employment of equipment as well as the current research of each technology at home and abroad, and put forward
suggestions on the detection of bioaerosol are put forward
Key Words biological aerosol, nucleic acid testing technique, suggestions
Class Number X831
1引言
的发生
当前,国际战略环境错综复杂,战争的非对称
生物气溶胶概述
性和作战手段的多样性更加明显,尽管从1972年2.1生物气溶胶的定义
以来已有162个国家签署了《禁止生物武器公约》
具有生命的气溶胶粒子(包括细菌、真菌、病毒
但是不少国家仍在致力于生物武器的研制、造成了等微生物粒子)和活性粒子(花粉、孢子等)以及由
定的生物威胁。2001年的“美国炭疽粉末邮件有生命活性的机体所释放到空气中的各种质粒被
事件”引起了全球范围内的恐慌,标志着生物恐怖统称为生物气溶胶。由于空气微生物是大气生物
袭击己经成为现实威胁。生物气溶胶作为绝大多气浴胶的主要组成部分?所以生物气溶胶有时又被
数生物战剂的施放形式,经常在生物恐怖袭击中扮称为微生物气溶胶,依其种类可划分为细菌气溶
演重要角色。如何对生物气溶胶实施快速、准确的胶、真菌气溶胶、病毒气溶胶等。
检测,已经成为防生物战和反生物恐怖袭击的重要2.2生物气溶胶的来源
课题。对此,世界各国都越来越重视对生物气溶胶
由于空气中缺少微生物直接可利用的养料,不
检测技术的研究,以最大限度地杜绝生物恐怖袭击能繁殖生长,因此空气中无固有的微生物群系,其
收稿日期:2016年8月3日,修回日期:2016年9月17日
作者简介:韩丽丽,女,硕土?讲师,研究方向:生物防护与安全。齐秀丽,女,硕土,副教授,研究方向:生物防护与安
全.徐利教博士.副教授,研究方向:生物防护与安全
2017年第2期
舰船电子工程
均由暂时悬浮于空气中的尘埃携带着的微生物所方法对PCR技术检测结果的影响。 Sou-ichi人为地
构成,所以大气生物气溶胶主要来源于土壊、灰尘、把炭疽直接加入到空气微生物采样液中,然后用
江河湖海、动物、植物及人类本身。具有较大意义PCR技术进行了分析,结果1个炭疽细胞在1小时
的生物气溶胶的粒径范围是0.1m~20.0gm。生内就可检出。 Yada应用PCR技术直接检测工作环
物气溶胶种类繁多,分布广泛,涉及很多领域,与人境中导致职业病的分枝菌和假单孢菌的气溶胶总
类社会的关系较为密切
数,用于对气溶胶昦露的危险评估。Zeng用PR技
生物气溶胶的特点
术检测了农场环境空气中 walleniascbi并与培养计
体积小且无色无味,从而使得以此为施放形式数方法进行了比较,发现P(R技术比培养计数法更
的生物战剂隐蔽性较强;易渗透,使其对应的生物灵敏,可以检测出更小浓度的气溶胶。由于生物气
战剂难于防护,尤其是难于进行物理防护;易扩散,溶胶沉降在物体表面可再次形成气溶胶造成二次污
直接喷洒的生物气溶胶可随风飄到较远地区,杀伤染, Buttner研究了生物气溶胶的二次污染对PCR技
范围可达数百至数千平方公里
术的影响以及利用PCR技术检测物体表面消毒前
核酸检測技术
后污染菌的数量以评价消毒措施是否有效。
PCR技术具有特异、快速、灵敏度高并可对初
微生物基因组内均含有特异的、有別于其他种始生物气溶胶浓度进行定量分析,在生物气溶胶的
或属的核酸序列,这些特征序列相当于微生物的检测中具有很好的应用前景
“身份证”或者“指纹”。利用核酸检测技术检测微
如今,PCR技术及其改进技术(如炭光定量
生物样品中的特征序列及丰度即可实现微生物的PCR技术、多重PCR技术等)已广泛应用于致病微
鉴判从而进一步检测生物气溶胶。
生物的检测与鉴定领域。随着自动化与集成化程
核酸杂交技术
度的提高,基于PCR技术的生物战剂检测装备已
核酸杂交技术依据破基互补配对原理,将带有开始应用于战场。例如,ldah公司研制的耐用型病
标志物的核酸探针与被检样品中的目标核酸序列原菌检测裝备能够在30min内实现对炭疽菌、肉毒
特异性地结合,然后利用特定手段测定标志物,通梭菌、布鲁菌属、沙门菌属和李斯特菌属等的检测,
过确定样品中目标核酸序列的丰度来实现对微生日前已有40多个国家的军队配备了该装备
物的鉴别。如果以某种微生物的特征序列为探针
基因芯片技术
那么通过杂交技术就可以检测样品中是否含有该
基因芯片技术的基本原理是利用桜酸探针捕
微生物。核酸杂交技术具有高特异性、高灵敏度的获靶基因来识别生物体的种类。它通过平面微加
优点,能在几分钟至几小时内检测出pg水平的基工技术将大量的核酸探针有规律地排列固定于硅
因组DNA;利用荧光原位杂交还可以实现日标序片或玻片等固相支持物上,构成二维探针阵列,用
列的定位与可视化
于捕获预先经过荧光物质或核素标记的基因,<