⑴ 病原微生物学免疫诊断技术综述
摘要:病原微生物种类繁多,变异迅速,快速鉴定病原微生物的检验技术也在不断发展前进着。目前,应用比较广泛的病原微生物检测方法主要有直接涂片镜检、分离培养、生化反应、血清学反应、核酸分子杂交、基因芯片、多聚酶链反应等,该文对这些检测技术进展做一综述。 对人和动物具有致病性的微生物称为病原微生物,又称病原体,有病毒、细菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体、真菌、放线菌、朊粒等。这些病原微生物可引起感染、过敏、肿瘤、痴呆等疾病,也是危害食品安全的主要因素之一。近年来出现的SARS、高致病性禽流感、西尼罗病毒感染等疾病的传染性极强,往往造成世界性大流行,因此对病原体的检测必须做到快速、准确。常规病原学检测方法操作繁琐,检测周期长,而且对操作人员技术水平要求比较高。随着医学微生物学研究技术的不断发展,病原学诊断已不再局限于病原体水平,深入到分子水平、基因水平的检测手段不断出现并被应用于临床和实验室 J。核酸分子杂交技术、PCR技术、基因芯片技术等检测方法,自动化程度高,快速省时、无污染、结果精确,可以准确灵敏地鉴定病原微生物。1 传统的病原微生物的检测方法传统的病原微生物学实验室检查以染色、培养、生化鉴定等为主,将标本直接涂片染色镜检和接种在培养基上进行分离培养是对细菌或真菌感染性疾病进行病原学诊断的常用方法。1.1 直接涂片镜检病原微生物体形体积微小,大多无色半透明状,将其染色后可借助显微镜观察其大小、形态、排列等。直接涂片染色镜检简便快速,对那些具有特殊形态的病原微生物感染仍然适用,例如淋球菌感染、结核分枝杆菌、螺旋体感染等的早期初步诊断。直接涂片镜检不需要特殊的仪器和设备,在基层实验室里仍然是十分重要的病原微生物检测手段。1.2 分离培养与生化反应 分离培养主要用于临床标本(如血液、痰、粪便等)或培养物中有多种细菌时对某一种细菌的分离。细菌的生长繁殖需要一定时间,检测周期较长,不能同时处理批量样本。为解决这一问题,各种自动化培养和鉴定系统不断产生,传统鉴定方法也在逐步改进,大大加快了检验速度。例如Microscan WalLCAway全自动微生物分析仪,可同时做细菌鉴定和药敏试验,检验500多个菌种。苛养菌如肺炎链球菌、淋病奈瑟菌、流感嗜血杆菌等对营养要求比较高,常规培养阳性率低。雍刚 等将不要同比例的葡萄糖、玉米淀粉、生长因子、酵母粉、氨基酸等特殊增菌剂加入到巧克力培养基中制成了新型淋病奈瑟菌培养基,大大提高了淋病奈瑟菌的分离培养率。苏盛通等在营养琼脂中加人了中药红枣、赤小豆培养甲型链球菌、乙型链球菌、肺炎链球菌等细菌,生长指数明显高于血平板。1.3 组织细胞培养 活组织细胞培养适于专营活组织细胞内生存的病原体,包括病毒、立克次体、衣原体等。不同病原体敏感的组织细胞是不一样的,将活细胞从病原体敏感的动物组织中取出在体外进行原代培养或用病原体敏感细胞系进行传代培养,再将病原体接种于相应的组织细胞中后,病原体可在其中繁殖增长,引起特异性的细胞病变效应。也可以将病原体直接接种于敏感动物体内,引起相应组织器官出现特异的病理学改变。往往可以根据这些特异的病变对病原体进行鉴定。2 血清学与免疫学检测血清学检测是通过已知的抗体或抗原来检测病原体的抗原或抗体从而对病原体进行快速鉴定的技术,简化了鉴定步骤,常用的方法包括血清凝集技术、乳胶凝集实验、荧光抗体检测技术、协同凝集试验、酶联免疫测试技术等。酶联免疫技术的应用大大提高了血清学检测的敏感性和特异性,不仅可检测样本中病原体抗原,也可检测机体的抗体成分。幽门螺奸菌在我国人群感染率高达50% ~80% ,应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测唾液中抗HP抗体来诊断HP感染,其结果满意。乙型肝炎病毒(HBV)在我国人群中感染率极高,ELISA应用于乙型肝炎病人早期血清学诊断的效果最为明显。临床上致病菌往往和非致病菌混合在一起,如何从这些细菌中分离出目标菌是关键。免疫磁珠分离技术(IMBS)是近年来发展起来的在微生物检测领域中一种新技术。其基本原理是将特定病原体的单抗或多抗或二抗偶联到磁珠微球上,通过抗原抗体反应形成磁珠一目标病原体复合物或磁珠一一抗一目标病原体复合物,在外部磁场磁力的作用下,将目标病原体分离出来。目前已经开发出了针对各种病原体的免疫磁珠,如大肠埃希菌、李斯特菌、白色念珠菌、军团菌等,广泛应用到各级科研和实验室 。经IMBS分离出的白色念珠菌可直接在显微镜下检测,检测时间缩短至4 h。IM—Bs还可以和其它检测技术联合来检测病原菌,免疫磁珠分离得到的目标菌可继续用于分离培养使大肠埃希菌0157最低检测限由200 cfu·g 提高到2 cfu·g~;IMBS结合聚合酶链反应(IMBS—PCR)可对培养条件比较特殊的细菌如苛养菌、厌氧菌进行快速检测,肉类中的产毒素型产气荚膜梭菌经IMBS.PCR检测,检测时间缩短到10 h,最低检测限可达10cfu·g~,有研究者利用IMBS结合实时荧光定量PCR(IMBS—RT—PCR)成功检测出了水中的轮状病毒和草莓的诺如病毒,检测时间大大缩短;Leon—Velarde等利用IMB8结合酶联检测,大大提高了沙门菌的检测效率。3 基因检测随着科技水平发展,分子生物学检测技术日新月异,对病原微生物的鉴定已不再局限于对普通外部形态结构和生理生化特性等的一般检验上,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异的,有别于其他种或属,检测其特有的基因片段序列可用来鉴别病原微生物。随着科技的发展,基因检测技术逐渐代替其它检测技术,成为临床检验科和基础实验室对病原体的主流检测技术。3.1 核酸杂交技术具有一定互补序列的核苷酸单链在液相或固相中按碱基互补配对原则缔成异质双链的过程叫核酸杂交,其杂交双方是所使用探针和要检测的核酸。在病原微生物检测中核酸分子杂交主要包括膜上印迹杂交和核酸原位杂交两种。膜上印迹杂交是指将核酸从微生物细胞中分离出来,纯化后在体外结合到一定的固相支持物上,与存在于液相中标记的核酸探针进行杂交。核酸原位杂交是指标记的核酸探针直接与细胞或组织切片中的核酸进行杂交。探针还可以用荧光标记,在荧光显微镜或激光扫描共聚焦显微镜下即可鉴别病原体还可显示在三维空间中的位置。核酸分子杂交检测技术与其它方法相比显着地优点是简便、敏感、快速、特异。Wong 等用荧光标记2个不同的寡核苷酸探针从血液标本中检测出假单胞菌属和不动杆菌属的细菌,最低检测限为10 cfu·mL~,特异度为100% ,检测时间不到2 h。寡核苷酸探针是针对病原体特异基因序列设计的,可以将待检测的病原体定位在不同的分类等级,如科、属、种、亚种“ 。(病原微生物检测技术进展)3.2 基因芯片技术基因芯片(DNA chip)又称为DNA微阵列(DNA microarray)或DNA芯片,是生物芯片的一种 j,是核酸分子杂交技术发展延伸而来的。通过微加工技术,将数以万计甚至百万计的基因探针即DNA片段有规律地排列成二维DNA探针阵列,固定到硅片、玻片等固态支持物上,与标记的样品分子进行核酸杂交,用于基因检测工作。其测序原理与核酸杂交一样,但解决了传统核酸杂交技术操作繁杂、检测效率低、自动化程度不高的缺点。基因芯片在病原微生物感染诊断上的应用,大大缩短了确诊所需要的时间,而且能检测出病原体是否耐药、对那些抗生素耐药、对那些抗生素敏感。Naas 等设计的基因芯片可以检测出铜绿假单胞菌、肠杆菌属、鲍氏菌属中各型B一内酰胺酶类耐药基因。蔡挺等设计的基因芯片检测出大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍氏不动杆菌、阴沟肠杆菌对l7种抗菌药物的耐药率。Batchelor 等开发的基因芯片可以检测出编码耐超广谱8.内酰胺酶、磺胺类、四环素类、氨基糖甙类等47个耐药基因的大肠埃希菌和沙门氏菌。基因芯片技术同样还有些问题有待解决,如提高芯片的特异性和检测信号的敏感性,降低芯片的制作成本等,而且多数芯片都需要昂贵的检测仪器,这些问题使得基因芯片到目前主要局限于实验室研究而未能广泛应用于临床病原微生物的检测与鉴定。(病原微生物检测技术进展)3.3 PCR技术聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种在体外是用已知寡核苷酸引物引导未知片段中微量待测基因片段并进行扩增的技术。由于PCR可以对待测基因进行扩增,特别适用于病原体感染早期的诊断,但是如果引物特异性不强,可能会造成假阳性的出现。PCR技术在近20年里发展迅速,从基因扩增到基因的克隆和改造以及遗传分析,可靠性逐步提高。Jbara 用PCR和传统法直接检测75例样本中的流感嗜血杆菌、脑膜炎奈瑟菌、肺炎链球菌,与传统方法相比,PCR检测的特异度和灵敏度分别为87.3% 和100% 。1988年Chamberian等提出了多重PCR的概念,同一PCR反应体系里加上二对以上引物,可同时扩增出多个核酸片段,适合大量样本的分析与鉴定。多重PCR具有:(1)高效性,在同一反应体系内可同时检出多种病原微生物,或对同一病原微生物的不同型别进行分型;(2)系统性,多重PCR很适宜于成组病原体的检测,如几种肝炎病毒同时感染;淋球菌、梅毒螺旋体、艾滋病病毒等多重性病病原体的感染;需特殊培养的无芽胞厌氧菌感染;破伤风杆菌,炭疽杆菌,产气荚膜杆菌,鼠疫耶尔森菌等战伤感染细菌感染;(3)经济简便性,多种病原体在同一反应管内同时被检出,节省试剂、节约费用、节省时间,为临床提供更快更多更准确的诊断信息。Reyes等 用多重PCR从90例发热但培养阴性的儿童细菌性脑膜炎脑脊液样本中检测出了脑膜炎奈瑟球菌、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌,特异度100% ,敏感度89%。实时荧光定量PCR,在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程。具有高度灵敏、高度特异、有效解决PCR污染问题、自动化程度高等特点。实时荧光定量PCR对性病病原体早期确诊、窗口期筛查、疗效检测、基因变异分析和预后评估等具有重要价值,为流行病学调查提供帮助 J。王娉等 建立了多重实时荧光定量PCR反应体系,同一体系能同时快速检测出耐甲氧西林和产肠毒素A的金黄色葡萄球菌。荧光基团标记的特异性引物可准确反映病原体感染和药物疗效,特别适用于不可人工培养和难以培养的病原体如病毒、衣原体等感染的诊断。基因芯片技术与多重PCR结合可以通过PCR对目的基因进行放大,通过基因芯片的荧光探针增加检测的灵敏性和特异性,使得两种检测技术的优势互补,已广泛应用于病原微生物的检测。将病原体特异性基因作为靶基因设计出引物与探针,进行多重PCR扩增,制备出寡核苷酸芯片,再对待测样本靶基因进行多重PCR扩增,将扩增产物与病原菌多重PCR基因芯片检测体系杂交,可根据杂交信号直观地判读样品中所含病原体的种类、型别、毒力、侵袭力,从而对病原体进行检测和鉴定。(病原微生物检测技术进展)3.4 其它基因检测技术分子生物学技术飞速发展,各种新的基因检测手段不断出现。Notomi等于2000年开发出一种新的环介导恒温核酸扩增法(1oop—mediated isothermal amplifi—cation of DNA,简称LAMP),针对靶基因序列上6或8个特异区域设计出4或6条引物,在具有链置换活性的DNA聚合酶的作用下形成环状结构和链置换对目标DNA大量扩增。短短几年LAMP已被广泛应用于疾病诊断、食品检验、环境监测、生物安全等各方面心 ]。李蒙等 运用LAMP法60 min检测了16例开放性伤口深部伤口感染分泌物中的破伤风芽孢梭菌,其中阳性为4例,最低检测限为4 x 10 。有研究报道l2 用LAMP技术快速检测了200例肺结核患者的痰标本,结核分枝杆菌的阳性检出率远远高于培养法和染色法。多位点可变数目串联重复序列分析(Multiple—locus Variable—nun—ber Tandem repeat Analysis,MLVA)是一种根据病原体基因组中可变数目串联重复序列的特征来对病原体基因分型的一种技术,广泛应用于金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、炭疽芽胞杆菌等的基因分型与鉴定 ⋯。4 小结与展望对病原体进行快速准确的检测和鉴定是传染病防治工作的首要问题。随着生物学研究由宏观领域向微观领域的发展,病原体检测方法也从组织形态学水平深入到分子水平、基因水平。近年来发展起来的病原微生物高通量检测技术样本需要量少、快速省时、无污染、诊断结果精确、自动化程度高,相信随着研究的不断进展和深入,这些高通量诊断技术和方法必将在病原微生物的诊断分析方面起到越来越重要的作用,而多种检测技术的联合和综合更是有着广阔的应用前景。
⑵ 综述道路桥梁检测技术
相当多的专家认为,当桥梁使用时间超过25年则进入了我们所说的老化期。据相关领域的权威数据统计,我国桥梁大约有40%是属于“大龄”桥梁的范畴。所以我国每年花费在桥梁结构的日常维护的费用就十分的巨大,比如说加固、维修和置换等等等。寰宇四方,各强国无疑没有一个不是交通大国,最简单的例子就是美国,因为一个国家的交通建设直接关系到,一个国家的经济的发展和军事的安全。
1.我国桥梁检测的现状
由于我国的基本设施建设的起步较慢,我们参照发达国家的经验来看,桥梁养护的水平如何将直接影响桥梁是否能够安全的服役运行。为此,交通部特地立项开展桥梁管理系统的研究工作,并且最终形成了我国公路桥梁的管理系统,其系统主要原理是根据桥梁维护工程师的定期检查,来确定评分,当然评分的依据将主要是以项目的结构和构建来确定。最终通过数据分析来给各个桥梁和道路进行等级评定,并依此作为养护的策略制定的依据。也因此我们可以看出如何确定准确的、可靠地,大量数据是其关键。但是现有的桥梁定期检查方法并不能满足我们的需要,这就有可能导致重大的事故的发生,从而造成大量的人员、财产的损失。
1.1道路桥梁在使用中存在的问题
A存在的问题主要有缺乏科学的施工设计,并且工程规划也不是太明确。
B最主要的问题还是不少的桥梁施工的质量较差达不到要求,甚至有些就没有按照工程设计来做。
C不少的道路桥梁道路在实际运营了一段时间后,出现较严重的损害,因此在很大程度上限制了桥梁的承重。
1.2道路桥梁检测的准备工作
因此,我们有必要在进行检测前做好全面而细致的前期准备工作,比如我们在工作中所要使用的各项检测器材,和相应的计划安排。除了这一条之外我们还需要进行恰当的信息收集。像什么工程设计资料,和相对应的维修,加固及项目施工资料等等。
2.目前关于道路桥梁检测的几种常用的方法
2.1工程内部缺陷检测
所谓的工程内部缺陷检查是指检测混凝土构件中常见的空洞、剥落、裂缝、蜂窝、钢筋侵蚀和环境侵蚀等缺陷。这其中的有些缺陷单看靠肉眼的外部观察是很难发现的,这种情况下就需要我们借助其他的手段来进行甄别通常我们将采用无损鉴别的方式来进行。目前常用的无损检测法主要有雷达检测技术和声波检测法。超声波脉冲快速法可检测到焊缝、钢材以及混凝土中存在的裂缝、夹渣、空洞、火灾等外部检测不出来的问题。
2.2项目结构性能检测与评价
无损检测技术的发展以及有了不少的念头了,我们传统弄的检测技术主要是超声检测、声发射、自然电位测、声发射、红外检测等等,当然这些传统的检测分析方法也得到了进一步的发展和提高,虽然也能得到较为合理的分析判断,但是任然不能对项目进行一个全面的性能评估,此时为了更高的数据要求我们会采用较为先进的局部细化检测和综介整体损伤定位检测法。
当我们对桥梁或者道路无法获得详细的资料时,此时我们可以借用动力或静力试验来进行相对应的检测,这样可以正确的反应出项目的结构受力的情况,我们现在常用的结构性能的检测方法是动力试验加静力实验。
2.3外观检查发
首先外观检查发并不是简简单单的看看了事的,我们对道路桥梁进行外观检查是要分析出桥梁病害发生的原因的。因此我们要做的第一件事就是根据桥型确定相对应的检查要点。一般的桥梁的检查要点是:跨中的端部的斜裂缝、构建的质量裂缝和挠度、外观以及主梁连接部位的状况。
几乎所有的桥梁结构都可以总体上可分为上部、下结构、附属结构,这样三大块。在梁式桥中,桥梁的附属结构包括伸缩缝、栏杆和桥而铺装等。桥梁的上部结构主要是指主梁;下部结构这一版包括基础与承台、桥台、桩和桥墩等;虽然它们每个部位都有自己的特有的受力特征,但是发生的病害却常常也存在着一些共性,如发现是常规病害,我们应当对其仔细的研究以找出病因,切不可盲目判断。
2.4项目的材料特性检查
随着现在建筑领域的的工艺的不断翻新,和桥梁设计的多样性的发展。使得越来越多的材料被运用到桥梁的建设中,当然最基本和使用范围最大的依然是钢筋和混凝土的使用。但是这些材料也有老化和损伤的情况。我们也有相关的检测方法,对于大型的桥梁我们常用试块来确定其强度,但是对于那些没有试块的桥梁我们则常用取芯试验法、超声波法、断裂法、回弹法、贯入法等检查手段来确定,这其中的综介法、回弹法、超声波法为非破损检测法,所以应用的比较广泛。
3.道路无损检测技术的概要
无损检测技术在道路桥梁工程中的应用和其它技术一样是需要进行研究,开发和利用的。因此对于道桥工程无损检测技术的研究开发应用是一个较新的领域,需要我们在其应用领域中小断开拓,解决许多急待解决的问题。这些问题主要表现在以下几个方面:无损检测技术因其特有的优势,在道路桥梁工程和其他领域的应用是有必要进行专门的研究的。也正因为该领域相对而言是比较新的,也就需要我们在其应用领域中进行小步开拓,研究解决问题的方法。这些问题主要集中在一下的额这么几个方面:
a.利用远红外线成像技术来检测道桥结构的损伤方面的研究;
B.使用微波技术对项目工程的疲劳裂纹进行探测和定量分析等;
c.利用超声波检测技术来确定项目的基密实度及其平整度等。
d挡土墙埋至深度和路线横断而设计中土石方比例的检测技术的研究和开发;
e路线勘测设计中用探地雷达来测量挡土墙埋至深度的检测技术的研究和开发;
f.运用GPS定位技术来测量桥梁变形,对桥梁超载检测的TRIP钢传感器进行测量和监测等;
无损检测技术是一门多学科综合的应用技术,是建立在基础学科之上的交叉应用。大家只有从基础理论不断的学习,才能逐步的完善和发展。可以这么说是先进科学技术的结晶。其间接的促进了工业以及整个国民经济的发展,从某种意义上来讲,无损检测技术可以作为衡量一个国家工业和经济的发展程度高低的一个指标。
4.道路桥梁检测技术的未来发展趋势
目前这一领域的最新技术研究是开展增强土木结构(NDE)技术的应用。主要有这么几个方面:
1)先进的桥梁测试和健康监测系统,这一系统主要包括整个大桥的监测数据的无线发送和精确的差分式全球定位系统(GPS)的应用主要领域是测量桥梁变形等。
2)先进的锈蚀探测和评估技术的研究,该领域主要包括埋入式锈蚀传感器的研究和应用、磁漏探测技术的研究和应用以及以磁为基础的基础设施的测量系统的开发。
3)先进的疲劳裂纹探测和评估系统,该领域主要包括用新型超声波来测桥梁裂纹和磁分析仪系统和最近比较热门的无线应变测量系统、利用微波技术来探测和定量分析的热成像系统、便携式声发射系统。在设别和传感器上这是无源疲劳荷载测量设备和电磁声发射传感器等。
5.结语
他不但需要相关的工作人员有丰富的实际工作经验,更需要我们的而工作人员有扎实的理论基础来不断的充实自己的领域技术,从而不断的学内外的最新检测方法,只有这样我们才能保证我们的道路和桥梁的工程质量。
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⑶ 苯系物测定方法综述
苯系物是一类常见的有机化合物,广泛应用于化工、医药、染料等行业。然而,苯系物具有一定的毒性和环境危害性,因此需要精确、快速、灵敏的检测方法进行监测,以保障环境和人体健康。本文将综述苯系物测定的几种常见方法。1. 气相色谱法
气相色谱法(GC)是苯系物测定的重要方法之一,其基本原理是将待测样品通过气相色谱柱的分离作用,以取得不同化合物的独立峰形,再通过检测器检测各峰面积或峰高,获得定量结果。GC法具有测定灵敏度高、分离能力强、样品准确性高等优点,但需要对样品进行处理、仪器操作技术要求较高。
4. 荧光分析法
荧光分析法是一种基于荧光原理的苯系物测定方法,其原理是受激光器或光源照射后,化合物产生荧光强度的变化,通过检测样品中荧光强度的变化来获得分析结果。它具有高选择性、灵敏度高、定量范围广等优点,但需要高质量的仪器和试剂。
综上所述,苯系物的测定方法多种多样,每种方法都有其特点。在实际应用中,需要根据实际的需要选择最合适的方法。最后,应注意的是,无论什么方法,在测定苯系物时,仪器、试剂的选择和检测器的校准都是至关重要的。