⑴ 病原微生物學免疫診斷技術綜述
摘要:病原微生物種類繁多,變異迅速,快速鑒定病原微生物的檢驗技術也在不斷發展前進著。目前,應用比較廣泛的病原微生物檢測方法主要有直接塗片鏡檢、分離培養、生化反應、血清學反應、核酸分子雜交、基因晶元、多聚酶鏈反應等,該文對這些檢測技術進展做一綜述。 對人和動物具有致病性的微生物稱為病原微生物,又稱病原體,有病毒、細菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體、真菌、放線菌、朊粒等。這些病原微生物可引起感染、過敏、腫瘤、痴獃等疾病,也是危害食品安全的主要因素之一。近年來出現的SARS、高致病性禽流感、西尼羅病毒感染等疾病的傳染性極強,往往造成世界性大流行,因此對病原體的檢測必須做到快速、准確。常規病原學檢測方法操作繁瑣,檢測周期長,而且對操作人員技術水平要求比較高。隨著醫學微生物學研究技術的不斷發展,病原學診斷已不再局限於病原體水平,深入到分子水平、基因水平的檢測手段不斷出現並被應用於臨床和實驗室 J。核酸分子雜交技術、PCR技術、基因晶元技術等檢測方法,自動化程度高,快速省時、無污染、結果精確,可以准確靈敏地鑒定病原微生物。1 傳統的病原微生物的檢測方法傳統的病原微生物學實驗室檢查以染色、培養、生化鑒定等為主,將標本直接塗片染色鏡檢和接種在培養基上進行分離培養是對細菌或真菌感染性疾病進行病原學診斷的常用方法。1.1 直接塗片鏡檢病原微生物體形體積微小,大多無色半透明狀,將其染色後可藉助顯微鏡觀察其大小、形態、排列等。直接塗片染色鏡檢簡便快速,對那些具有特殊形態的病原微生物感染仍然適用,例如淋球菌感染、結核分枝桿菌、螺旋體感染等的早期初步診斷。直接塗片鏡檢不需要特殊的儀器和設備,在基層實驗室里仍然是十分重要的病原微生物檢測手段。1.2 分離培養與生化反應 分離培養主要用於臨床標本(如血液、痰、糞便等)或培養物中有多種細菌時對某一種細菌的分離。細菌的生長繁殖需要一定時間,檢測周期較長,不能同時處理批量樣本。為解決這一問題,各種自動化培養和鑒定系統不斷產生,傳統鑒定方法也在逐步改進,大大加快了檢驗速度。例如Microscan WalLCAway全自動微生物分析儀,可同時做細菌鑒定和葯敏試驗,檢驗500多個菌種。苛養菌如肺炎鏈球菌、淋病奈瑟菌、流感嗜血桿菌等對營養要求比較高,常規培養陽性率低。雍剛 等將不要同比例的葡萄糖、玉米澱粉、生長因子、酵母粉、氨基酸等特殊增菌劑加入到巧克力培養基中製成了新型淋病奈瑟菌培養基,大大提高了淋病奈瑟菌的分離培養率。蘇盛通等在營養瓊脂中加人了中葯紅棗、赤小豆培養甲型鏈球菌、乙型鏈球菌、肺炎鏈球菌等細菌,生長指數明顯高於血平板。1.3 組織細胞培養 活組織細胞培養適於專營活組織細胞內生存的病原體,包括病毒、立克次體、衣原體等。不同病原體敏感的組織細胞是不一樣的,將活細胞從病原體敏感的動物組織中取出在體外進行原代培養或用病原體敏感細胞系進行傳代培養,再將病原體接種於相應的組織細胞中後,病原體可在其中繁殖增長,引起特異性的細胞病變效應。也可以將病原體直接接種於敏感動物體內,引起相應組織器官出現特異的病理學改變。往往可以根據這些特異的病變對病原體進行鑒定。2 血清學與免疫學檢測血清學檢測是通過已知的抗體或抗原來檢測病原體的抗原或抗體從而對病原體進行快速鑒定的技術,簡化了鑒定步驟,常用的方法包括血清凝集技術、乳膠凝集實驗、熒光抗體檢測技術、協同凝集試驗、酶聯免疫測試技術等。酶聯免疫技術的應用大大提高了血清學檢測的敏感性和特異性,不僅可檢測樣本中病原體抗原,也可檢測機體的抗體成分。幽門螺奸菌在我國人群感染率高達50% ~80% ,應用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測唾液中抗HP抗體來診斷HP感染,其結果滿意。乙型肝炎病毒(HBV)在我國人群中感染率極高,ELISA應用於乙型肝炎病人早期血清學診斷的效果最為明顯。臨床上致病菌往往和非致病菌混合在一起,如何從這些細菌中分離出目標菌是關鍵。免疫磁珠分離技術(IMBS)是近年來發展起來的在微生物檢測領域中一種新技術。其基本原理是將特定病原體的單抗或多抗或二抗偶聯到磁珠微球上,通過抗原抗體反應形成磁珠一目標病原體復合物或磁珠一一抗一目標病原體復合物,在外部磁場磁力的作用下,將目標病原體分離出來。目前已經開發出了針對各種病原體的免疫磁珠,如大腸埃希菌、李斯特菌、白色念珠菌、軍團菌等,廣泛應用到各級科研和實驗室 。經IMBS分離出的白色念珠菌可直接在顯微鏡下檢測,檢測時間縮短至4 h。IM—Bs還可以和其它檢測技術聯合來檢測病原菌,免疫磁珠分離得到的目標菌可繼續用於分離培養使大腸埃希菌0157最低檢測限由200 cfu·g 提高到2 cfu·g~;IMBS結合聚合酶鏈反應(IMBS—PCR)可對培養條件比較特殊的細菌如苛養菌、厭氧菌進行快速檢測,肉類中的產毒素型產氣莢膜梭菌經IMBS.PCR檢測,檢測時間縮短到10 h,最低檢測限可達10cfu·g~,有研究者利用IMBS結合實時熒光定量PCR(IMBS—RT—PCR)成功檢測出了水中的輪狀病毒和草莓的諾如病毒,檢測時間大大縮短;Leon—Velarde等利用IMB8結合酶聯檢測,大大提高了沙門菌的檢測效率。3 基因檢測隨著科技水平發展,分子生物學檢測技術日新月異,對病原微生物的鑒定已不再局限於對普通外部形態結構和生理生化特性等的一般檢驗上,而是深入到了分子水平、核酸水平。病原微生物的核酸序列即基因片段都是特異的,有別於其他種或屬,檢測其特有的基因片段序列可用來鑒別病原微生物。隨著科技的發展,基因檢測技術逐漸代替其它檢測技術,成為臨床檢驗科和基礎實驗室對病原體的主流檢測技術。3.1 核酸雜交技術具有一定互補序列的核苷酸單鏈在液相或固相中按鹼基互補配對原則締成異質雙鏈的過程叫核酸雜交,其雜交雙方是所使用探針和要檢測的核酸。在病原微生物檢測中核酸分子雜交主要包括膜上印跡雜交和核酸原位雜交兩種。膜上印跡雜交是指將核酸從微生物細胞中分離出來,純化後在體外結合到一定的固相支持物上,與存在於液相中標記的核酸探針進行雜交。核酸原位雜交是指標記的核酸探針直接與細胞或組織切片中的核酸進行雜交。探針還可以用熒游標記,在熒光顯微鏡或激光掃描共聚焦顯微鏡下即可鑒別病原體還可顯示在三維空間中的位置。核酸分子雜交檢測技術與其它方法相比顯著地優點是簡便、敏感、快速、特異。Wong 等用熒游標記2個不同的寡核苷酸探針從血液標本中檢測出假單胞菌屬和不動桿菌屬的細菌,最低檢測限為10 cfu·mL~,特異度為100% ,檢測時間不到2 h。寡核苷酸探針是針對病原體特異基因序列設計的,可以將待檢測的病原體定位在不同的分類等級,如科、屬、種、亞種「 。(病原微生物檢測技術進展)3.2 基因晶元技術基因晶元(DNA chip)又稱為DNA微陣列(DNA microarray)或DNA晶元,是生物晶元的一種 j,是核酸分子雜交技術發展延伸而來的。通過微加工技術,將數以萬計甚至百萬計的基因探針即DNA片段有規律地排列成二維DNA探針陣列,固定到矽片、玻片等固態支持物上,與標記的樣品分子進行核酸雜交,用於基因檢測工作。其測序原理與核酸雜交一樣,但解決了傳統核酸雜交技術操作繁雜、檢測效率低、自動化程度不高的缺點。基因晶元在病原微生物感染診斷上的應用,大大縮短了確診所需要的時間,而且能檢測出病原體是否耐葯、對那些抗生素耐葯、對那些抗生素敏感。Naas 等設計的基因晶元可以檢測出銅綠假單胞菌、腸桿菌屬、鮑氏菌屬中各型B一內醯胺酶類耐葯基因。蔡挺等設計的基因晶元檢測出大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、鮑氏不動桿菌、陰溝腸桿菌對l7種抗菌葯物的耐葯率。Batchelor 等開發的基因晶元可以檢測出編碼耐超廣譜8.內醯胺酶、磺胺類、四環素類、氨基糖甙類等47個耐葯基因的大腸埃希菌和沙門氏菌。基因晶元技術同樣還有些問題有待解決,如提高晶元的特異性和檢測信號的敏感性,降低晶元的製作成本等,而且多數晶元都需要昂貴的檢測儀器,這些問題使得基因晶元到目前主要局限於實驗室研究而未能廣泛應用於臨床病原微生物的檢測與鑒定。(病原微生物檢測技術進展)3.3 PCR技術聚合酶鏈反應(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一種在體外是用已知寡核苷酸引物引導未知片段中微量待測基因片段並進行擴增的技術。由於PCR可以對待測基因進行擴增,特別適用於病原體感染早期的診斷,但是如果引物特異性不強,可能會造成假陽性的出現。PCR技術在近20年裡發展迅速,從基因擴增到基因的克隆和改造以及遺傳分析,可靠性逐步提高。Jbara 用PCR和傳統法直接檢測75例樣本中的流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟菌、肺炎鏈球菌,與傳統方法相比,PCR檢測的特異度和靈敏度分別為87.3% 和100% 。1988年Chamberian等提出了多重PCR的概念,同一PCR反應體系裡加上二對以上引物,可同時擴增出多個核酸片段,適合大量樣本的分析與鑒定。多重PCR具有:(1)高效性,在同一反應體系內可同時檢出多種病原微生物,或對同一病原微生物的不同型別進行分型;(2)系統性,多重PCR很適宜於成組病原體的檢測,如幾種肝炎病毒同時感染;淋球菌、梅毒螺旋體、艾滋病病毒等多重性病病原體的感染;需特殊培養的無芽胞厭氧菌感染;破傷風桿菌,炭疽桿菌,產氣莢膜桿菌,鼠疫耶爾森菌等戰傷感染細菌感染;(3)經濟簡便性,多種病原體在同一反應管內同時被檢出,節省試劑、節約費用、節省時間,為臨床提供更快更多更准確的診斷信息。Reyes等 用多重PCR從90例發熱但培養陰性的兒童細菌性腦膜炎腦脊液樣本中檢測出了腦膜炎奈瑟球菌、肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌,特異度100% ,敏感度89%。實時熒光定量PCR,在PCR反應體系中加入熒光基團,利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程。具有高度靈敏、高度特異、有效解決PCR污染問題、自動化程度高等特點。實時熒光定量PCR對性病病原體早期確診、窗口期篩查、療效檢測、基因變異分析和預後評估等具有重要價值,為流行病學調查提供幫助 J。王娉等 建立了多重實時熒光定量PCR反應體系,同一體系能同時快速檢測出耐甲氧西林和產腸毒素A的金黃色葡萄球菌。熒光基團標記的特異性引物可准確反映病原體感染和葯物療效,特別適用於不可人工培養和難以培養的病原體如病毒、衣原體等感染的診斷。基因晶元技術與多重PCR結合可以通過PCR對目的基因進行放大,通過基因晶元的熒光探針增加檢測的靈敏性和特異性,使得兩種檢測技術的優勢互補,已廣泛應用於病原微生物的檢測。將病原體特異性基因作為靶基因設計出引物與探針,進行多重PCR擴增,制備出寡核苷酸晶元,再對待測樣本靶基因進行多重PCR擴增,將擴增產物與病原菌多重PCR基因晶元檢測體系雜交,可根據雜交信號直觀地判讀樣品中所含病原體的種類、型別、毒力、侵襲力,從而對病原體進行檢測和鑒定。(病原微生物檢測技術進展)3.4 其它基因檢測技術分子生物學技術飛速發展,各種新的基因檢測手段不斷出現。Notomi等於2000年開發出一種新的環介導恆溫核酸擴增法(1oop—mediated isothermal amplifi—cation of DNA,簡稱LAMP),針對靶基因序列上6或8個特異區域設計出4或6條引物,在具有鏈置換活性的DNA聚合酶的作用下形成環狀結構和鏈置換對目標DNA大量擴增。短短幾年LAMP已被廣泛應用於疾病診斷、食品檢驗、環境監測、生物安全等各方面心 ]。李蒙等 運用LAMP法60 min檢測了16例開放性傷口深部傷口感染分泌物中的破傷風芽孢梭菌,其中陽性為4例,最低檢測限為4 x 10 。有研究報道l2 用LAMP技術快速檢測了200例肺結核患者的痰標本,結核分枝桿菌的陽性檢出率遠遠高於培養法和染色法。多位點可變數目串聯重復序列分析(Multiple—locus Variable—nun—ber Tandem repeat Analysis,MLVA)是一種根據病原體基因組中可變數目串聯重復序列的特徵來對病原體基因分型的一種技術,廣泛應用於金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、炭疽芽胞桿菌等的基因分型與鑒定 ⋯。4 小結與展望對病原體進行快速准確的檢測和鑒定是傳染病防治工作的首要問題。隨著生物學研究由宏觀領域向微觀領域的發展,病原體檢測方法也從組織形態學水平深入到分子水平、基因水平。近年來發展起來的病原微生物高通量檢測技術樣本需要量少、快速省時、無污染、診斷結果精確、自動化程度高,相信隨著研究的不斷進展和深入,這些高通量診斷技術和方法必將在病原微生物的診斷分析方面起到越來越重要的作用,而多種檢測技術的聯合和綜合更是有著廣闊的應用前景。
⑵ 綜述道路橋梁檢測技術
相當多的專家認為,當橋梁使用時間超過25年則進入了我們所說的老化期。據相關領域的權威數據統計,我國橋梁大約有40%是屬於「大齡」橋梁的范疇。所以我國每年花費在橋梁結構的日常維護的費用就十分的巨大,比如說加固、維修和置換等等等。寰宇四方,各強國無疑沒有一個不是交通大國,最簡單的例子就是美國,因為一個國家的交通建設直接關繫到,一個國家的經濟的發展和軍事的安全。
1.我國橋梁檢測的現狀
由於我國的基本設施建設的起步較慢,我們參照發達國家的經驗來看,橋梁養護的水平如何將直接影響橋梁是否能夠安全的服役運行。為此,交通部特地立項開展橋梁管理系統的研究工作,並且最終形成了我國公路橋梁的管理系統,其系統主要原理是根據橋梁維護工程師的定期檢查,來確定評分,當然評分的依據將主要是以項目的結構和構建來確定。最終通過數據分析來給各個橋梁和道路進行等級評定,並依此作為養護的策略制定的依據。也因此我們可以看出如何確定準確的、可靠地,大量數據是其關鍵。但是現有的橋梁定期檢查方法並不能滿足我們的需要,這就有可能導致重大的事故的發生,從而造成大量的人員、財產的損失。
1.1道路橋梁在使用中存在的問題
A存在的問題主要有缺乏科學的施工設計,並且工程規劃也不是太明確。
B最主要的問題還是不少的橋梁施工的質量較差達不到要求,甚至有些就沒有按照工程設計來做。
C不少的道路橋梁道路在實際運營了一段時間後,出現較嚴重的損害,因此在很大程度上限制了橋梁的承重。
1.2道路橋梁檢測的准備工作
因此,我們有必要在進行檢測前做好全面而細致的前期准備工作,比如我們在工作中所要使用的各項檢測器材,和相應的計劃安排。除了這一條之外我們還需要進行恰當的信息收集。像什麼工程設計資料,和相對應的維修,加固及項目施工資料等等。
2.目前關於道路橋梁檢測的幾種常用的方法
2.1工程內部缺陷檢測
所謂的工程內部缺陷檢查是指檢測混凝土構件中常見的空洞、剝落、裂縫、蜂窩、鋼筋侵蝕和環境侵蝕等缺陷。這其中的有些缺陷單看靠肉眼的外部觀察是很難發現的,這種情況下就需要我們藉助其他的手段來進行甄別通常我們將採用無損鑒別的方式來進行。目前常用的無損檢測法主要有雷達檢測技術和聲波檢測法。超聲波脈沖快速法可檢測到焊縫、鋼材以及混凝土中存在的裂縫、夾渣、空洞、火災等外部檢測不出來的問題。
2.2項目結構性能檢測與評價
無損檢測技術的發展以及有了不少的念頭了,我們傳統弄的檢測技術主要是超聲檢測、聲發射、自然電位測、聲發射、紅外檢測等等,當然這些傳統的檢測分析方法也得到了進一步的發展和提高,雖然也能得到較為合理的分析判斷,但是任然不能對項目進行一個全面的性能評估,此時為了更高的數據要求我們會採用較為先進的局部細化檢測和綜介整體損傷定位檢測法。
當我們對橋梁或者道路無法獲得詳細的資料時,此時我們可以借用動力或靜力試驗來進行相對應的檢測,這樣可以正確的反應出項目的結構受力的情況,我們現在常用的結構性能的檢測方法是動力試驗加靜力實驗。
2.3外觀檢查發
首先外觀檢查發並不是簡簡單單的看看了事的,我們對道路橋梁進行外觀檢查是要分析出橋梁病害發生的原因的。因此我們要做的第一件事就是根據橋型確定相對應的檢查要點。一般的橋梁的檢查要點是:跨中的端部的斜裂縫、構建的質量裂縫和撓度、外觀以及主梁連接部位的狀況。
幾乎所有的橋梁結構都可以總體上可分為上部、下結構、附屬結構,這樣三大塊。在梁式橋中,橋梁的附屬結構包括伸縮縫、欄桿和橋而鋪裝等。橋梁的上部結構主要是指主梁;下部結構這一版包括基礎與承台、橋台、樁和橋墩等;雖然它們每個部位都有自己的特有的受力特徵,但是發生的病害卻常常也存在著一些共性,如發現是常規病害,我們應當對其仔細的研究以找出病因,切不可盲目判斷。
2.4項目的材料特性檢查
隨著現在建築領域的的工藝的不斷翻新,和橋梁設計的多樣性的發展。使得越來越多的材料被運用到橋梁的建設中,當然最基本和使用范圍最大的依然是鋼筋和混凝土的使用。但是這些材料也有老化和損傷的情況。我們也有相關的檢測方法,對於大型的橋梁我們常用試塊來確定其強度,但是對於那些沒有試塊的橋梁我們則常用取芯試驗法、超聲波法、斷裂法、回彈法、貫入法等檢查手段來確定,這其中的綜介法、回彈法、超聲波法為非破損檢測法,所以應用的比較廣泛。
3.道路無損檢測技術的概要
無損檢測技術在道路橋梁工程中的應用和其它技術一樣是需要進行研究,開發和利用的。因此對於道橋工程無損檢測技術的研究開發應用是一個較新的領域,需要我們在其應用領域中小斷開拓,解決許多急待解決的問題。這些問題主要表現在以下幾個方面:無損檢測技術因其特有的優勢,在道路橋梁工程和其他領域的應用是有必要進行專門的研究的。也正因為該領域相對而言是比較新的,也就需要我們在其應用領域中進行小步開拓,研究解決問題的方法。這些問題主要集中在一下的額這么幾個方面:
a.利用遠紅外線成像技術來檢測道橋結構的損傷方面的研究;
B.使用微波技術對項目工程的疲勞裂紋進行探測和定量分析等;
c.利用超聲波檢測技術來確定項目的基密實度及其平整度等。
d擋土牆埋至深度和路線橫斷而設計中土石方比例的檢測技術的研究和開發;
e路線勘測設計中用探地雷達來測量擋土牆埋至深度的檢測技術的研究和開發;
f.運用GPS定位技術來測量橋梁變形,對橋梁超載檢測的TRIP鋼感測器進行測量和監測等;
無損檢測技術是一門多學科綜合的應用技術,是建立在基礎學科之上的交叉應用。大家只有從基礎理論不斷的學習,才能逐步的完善和發展。可以這么說是先進科學技術的結晶。其間接的促進了工業以及整個國民經濟的發展,從某種意義上來講,無損檢測技術可以作為衡量一個國家工業和經濟的發展程度高低的一個指標。
4.道路橋梁檢測技術的未來發展趨勢
目前這一領域的最新技術研究是開展增強土木結構(NDE)技術的應用。主要有這么幾個方面:
1)先進的橋梁測試和健康監測系統,這一系統主要包括整個大橋的監測數據的無線發送和精確的差分式全球定位系統(GPS)的應用主要領域是測量橋梁變形等。
2)先進的銹蝕探測和評估技術的研究,該領域主要包括埋入式銹蝕感測器的研究和應用、磁漏探測技術的研究和應用以及以磁為基礎的基礎設施的測量系統的開發。
3)先進的疲勞裂紋探測和評估系統,該領域主要包括用新型超聲波來測橋梁裂紋和磁分析儀系統和最近比較熱門的無線應變測量系統、利用微波技術來探測和定量分析的熱成像系統、攜帶型聲發射系統。在設別和感測器上這是無源疲勞荷載測量設備和電磁聲發射感測器等。
5.結語
他不但需要相關的工作人員有豐富的實際工作經驗,更需要我們的而工作人員有扎實的理論基礎來不斷的充實自己的領域技術,從而不斷的學內外的最新檢測方法,只有這樣我們才能保證我們的道路和橋梁的工程質量。
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⑶ 苯系物測定方法綜述
苯系物是一類常見的有機化合物,廣泛應用於化工、醫葯、染料等行業。然而,苯系物具有一定的毒性和環境危害性,因此需要精確、快速、靈敏的檢測方法進行監測,以保障環境和人體健康。本文將綜述苯系物測定的幾種常見方法。1. 氣相色譜法
氣相色譜法(GC)是苯系物測定的重要方法之一,其基本原理是將待測樣品通過氣相色譜柱的分離作用,以取得不同化合物的獨立峰形,再通過檢測器檢測各峰面積或峰高,獲得定量結果。GC法具有測定靈敏度高、分離能力強、樣品准確性高等優點,但需要對樣品進行處理、儀器操作技術要求較高。
4. 熒光分析法
熒光分析法是一種基於熒光原理的苯系物測定方法,其原理是受激光器或光源照射後,化合物產生熒光強度的變化,通過檢測樣品中熒光強度的變化來獲得分析結果。它具有高選擇性、靈敏度高、定量范圍廣等優點,但需要高質量的儀器和試劑。
綜上所述,苯系物的測定方法多種多樣,每種方法都有其特點。在實際應用中,需要根據實際的需要選擇最合適的方法。最後,應注意的是,無論什麼方法,在測定苯系物時,儀器、試劑的選擇和檢測器的校準都是至關重要的。