CN102841001A - 一种基于矿物油膜的生物气溶胶采样方法 - Google Patents

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徐振强
魏恺
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Abstract

本发明公开了一种基于矿物油膜的生物气溶胶采样方法，包括以下步骤：(1)取已灭菌的培养皿，在无菌操作台内向培养皿底座中倒入热的灭菌琼脂培养基；(2)待培养基凝固后加入约100μl无菌矿物油，使用灭菌玻璃棒将矿物油均匀地涂抹在琼脂培养基的上表面；(3)将改进后的琼脂培养平板直接放入生物气溶胶采样器中进行采样。本发明提供的采样方法克服了传统撞击式采样方法存在的对生物颗粒的撞击损伤、干燥效应、生物嵌入等缺点，大幅度提高了生物气溶胶采集效率，该方法简易、成本低廉，在环境生物气溶胶采样方面具有十分广阔的应用前景。

Description

一种基于矿物油膜的生物气溶胶采样方法
技术领域
本发明涉及一种基于矿物油膜的简易、高效且成本低廉的生物气溶胶采样方法，该方法是对国际金标方法(Andersen撞击式采样法)的改进。国际金标方法虽然已有50余年的应用历史，但其撞击损伤、干燥效应和生物嵌入、反弹等缺陷一直没有得到改进，本发明可以弥补国际金标方法的这些缺陷，提高金标方法的采集效率，可广泛应用于环境生物气溶胶的采样等。
背景技术
琼脂培养基-Anderson撞击式采样法是国际标准的生物气溶胶采集方法，有50余年的使用历史，作为标准方法广泛应用于生物气溶胶的采样和培养等过程。然而，该方法存在撞击速度大(最高撞击速度可达到24m/s)和琼脂培养基表面干燥效应显著的缺点。这些采样效应会对采集到的生物气溶胶的浓度水平和种类特征产生重要影响。环境空气中比较脆弱的生物气溶胶可能因为较高的撞击速度而失去可培养性，造成可培养细菌浓度降低，导致低估可培养生物气溶胶的环境浓度水平；大流量的空气采样会使琼脂培养基表面失去水份，之后琼脂培养基表面的物理微环境发生变化，进而导致采集到的生物气溶胶可培养性下降。以上缺点，都会对生物气溶胶的定性与定量，以及后续环境暴露分析的结果产生显著影响。
发明内容
本发明的目的：为提高生物气溶胶的物理和生物采集效率，通过在琼脂培养基的表面涂加矿物油来克服传统琼脂培养基采样对生物颗粒的严重撞击损伤、干燥效应等问题，并且可以避免采集到的生物气溶胶弹出。本发明提供了一种简易、高效的生物气溶胶采样方法。
本发明的技术方案如下：
方案1：一种基于矿物油膜的生物气溶胶采样方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)取已灭菌的培养皿，在无菌操作台内向培养皿底座中倒入热的灭菌琼脂培养基；
b)待培养基凝固后加入约100μl无菌矿物油，使用灭菌玻璃棒将矿物油均匀地涂抹在琼脂培养基的上表面；
c)将改进后的琼脂培养平板直接放入生物气溶胶采样器中进行采样。
方案2：作为方案1的一种优选实现，其特征在于，所述步骤a)中，所述已灭菌的培养皿为尺寸与标准生物气溶胶采样器匹配的商业化无菌培养皿。
方案3：作为方案1的一种优选实现，其特征在于，所述步骤b)中，所述无菌矿物油也可以为其它种类，有类似特质且对微生物生长无影响的油；
方案4：作为方案1的一种优选实现，其特征在于，所述步骤b)中，所述琼脂培养基和矿物油膜直接接触。例如，可以使用灭菌玻璃棒将矿物油在琼脂培养基表面铺平(理论厚度为180μm)，这样可以保证采样到的生物气溶胶在矿物油层的缓冲下能够接触到琼脂培养基表面。
方案5：作为方案1的一种优选实现，其特征在于，所述步骤c)中，生物气溶胶采样器是指Anderson六级撞击式采样器或BioStage撞击式采样器；也可以为其它类型的使用琼脂培养基的采样器。
方案6：作为方案1的一种优选实现，其特征在于，通过矿物油膜琼脂培养基所采集的生物气溶胶直接参照常规琼脂培养基培养的方法，采样完毕后，根据生物气溶
胶种类的不同，将矿物油膜培养基盒盖盖上后倒置放在培养箱中培养即可。
本发明的有益效果：本发明提供的采样方法利用简单的矿物油膜改进标准的琼脂培养基采样方法，方法中使用到的装置总重小于50g，结合金标Anderson撞击式采样器可实现对环境生物气溶胶的快速、高效采样。主要特点是：
(1)施加了矿物油膜的琼脂培养基不但可以减轻采样对生物气溶胶造成的撞击损伤，而且可以有效地减少采样介质表面的水份损失和采集到的生物气溶胶的反弹，大大提高了生物气溶胶的采集效率；
(2)该生物气溶胶采集方法简易、低廉，可以在环境生物气溶胶采样和实验室微生物培养方面广泛使用。
附图说明
图1矿物油膜改进方法采集生物气溶胶示意图
图2矿物油膜改进方法采集室内环境可培养生物气溶胶(细菌气溶胶)的效率
图3矿物油膜改进方法采集室内环境可培养生物气溶胶(真菌气溶胶)的效率
图4矿物油膜改进方法采集空气化可培养细菌气溶胶(枯草芽孢杆菌)的效率
图5矿物油膜改进方法采集空气化可培养细菌气溶胶(大肠杆菌)的效率
具体实施方式
装置的设计：所使用的采样方法中使用的培养皿为科研中常用的尺寸与国际标准撞击式采样器匹配的无菌培养皿。
关键技术：由于所施加的矿物油膜难挥发、粘滞性高、保湿效果好，当环境生物气溶胶被捕集到矿物油膜的表面时，油膜可以减轻由于较高的撞击速度对生物气溶胶造成的撞击损伤，与此同时，矿物油膜可以保持采样介质表面相对湿润的微环境，从而避免油膜表面的干燥作用对采集到的生物气溶胶的损伤和反弹造成的物理损失。
使用说明：采样方法的示意图如图1所示，首先将热的灭菌琼脂培养基倒入无菌培养皿底座4中，待培养液凝固成型后，用无菌移液器将约100μL矿物油滴加到琼脂培养基上，使用灭菌玻璃棒将矿物油均匀地涂抹在琼脂培养基的上表面，形成一层矿物油油膜2。之后，将制备好的矿物油膜生物气溶胶采样平皿直接用于环境采样即可。采样结束后，盖上培养皿盒盖1，参照常规微生物培养方法对采集到的生物气溶胶进行培养，供后续分析。
图2和图3显示的是使用配置了矿物油膜采样平皿的BioStage采样器采集室内外可培养细菌和可培养真菌的实验结果。从图2、图3中可以看出，使用三种不同的采样时间，与使用普通琼脂培养基的平皿相比，矿物油膜平皿得到的可培养生物气溶胶浓度均高于前者。图4和图5显示的是对空气化枯草芽孢杆菌(耐损伤的生物气溶胶的代表，很难丧失可培养性)和大肠杆菌(脆弱生物气溶胶的代表，很容易由于采样影响等导致可培养性的丧失)的采样结果。从图4、图5中可以看出，使用三种不同的采样时间，与使用普通琼脂培养基的平皿相比，矿物油膜平皿得到的可培养枯草芽孢杆菌和可培养大肠杆菌的浓度水平均高于前者(特别是针对可培养大肠杆菌气溶胶)。由此可见，矿物油膜改进的采样方法对环境生物气溶胶具有较好的保护作用，可以减缓撞击损伤和延缓采样介质表面的水份损失。
本发明提供的采样方法克服了传统琼脂培养基采样方法中存在的表面撞击损伤严重和干燥效应显著等问题。该生物气溶胶采集方法操作简易、成本低廉；与国际金标方法相比，具有较高的采集效率(高出40％)，可以广泛应用于环境生物气溶胶的采样。

Claims (6)

1.一种基于矿物油膜的生物气溶胶采样方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)取已灭菌的培养皿，在无菌操作台内向培养皿底座中倒入热的灭菌琼脂培养基；
b)待培养基凝固后加入约100μl无菌矿物油，使用灭菌玻璃棒将矿物油均匀地涂抹在琼脂培养基的上表面；
c)将改进后的琼脂培养平板直接放入生物气溶胶采样器中进行采样。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述已灭菌的培养皿为尺寸与标准生物气溶胶采样器匹配的商业化无菌培养皿。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述无菌矿物油也可以为其它种类，有类似特质且对微生物生长无影响的油。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述琼脂培养基和矿物油膜直接接触。例如，可以使用灭菌玻璃棒将矿物油在琼脂培养基表面铺平(理论厚度为180μm)，这样可以保证采集到的生物气溶胶在矿物油层的缓冲下能够接触到琼脂培养基表面。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c)中，生物气溶胶采样器是指Anderson六级撞击式采样器或BioStage撞击式采样器；也可以为其它类型的使用琼脂培养基的采样器。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过矿物油膜琼脂培养基所采集的生物气溶胶直接参照常规琼脂培养基培养的方法，采样完毕后，根据生物气溶胶种类的不同，将矿物油膜培养基盒盖盖上后倒置放在培养箱中培养即可。 
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