CN117448242B - 一株地衣芽孢杆菌及其在行星保护领域中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一株地衣芽孢杆菌及其在行星保护领域中的应用。本发明提供了一株具有更好的紫外线耐受能力的地衣芽孢杆菌B30040，该菌株适合作为紫外灭菌的指示微生物，尤其适合作为航天器硬件表面紫外灭菌生物指示菌株，适用于行星保护任务中紫外灭菌的效率评价，对于建立行星保护技术领域微生物灭菌技术体系具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一株地衣芽孢杆菌及其在行星保护领域中的应用。
背景技术
在深空探测任务中，针对目标星体开展飞越、环绕、巡视和着陆等形式的探测活动时必须实施行星保护任务以避免地球和地外天体间出现生物的交叉污染。因此，对航天器硬件携带的微生物进行控制是实施行星保护任务的重要一环。其中，微生物灭菌技术作为微生物控制环节的重要组成，能够保障探测任务的可靠性与有效性；但对航天器硬件实施微生物灭菌也有着潜在的负面作用：即微生物灭菌过程可能会导致航天器硬件正常功能受损。因此，建立对航天器硬件安全、可靠，又能满足行星保护任务要求的微生物灭菌技术体系成为行星保护任务实施的重要内容。
紫外灭菌是一种常用的表面灭菌技术，具有广谱有效的特征，杀灭对象覆盖细菌、真菌、病毒等，且无二次污染。灭菌原理是通过适当波长紫外线的照射，破坏及改变微生物的DNA结构，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到灭菌的目的。紫外灭菌的灭菌效果的量化数值主要通过对经灭菌处理、未经处理的生物指示菌株的菌落计数后对比获得。生物指示菌株是一类特殊的微生物制品，对特定的灭菌程序有明确和稳定的耐受性，用来验证灭菌程序和灭菌过程是否符合要求。
紫外灭菌是医疗行业常见的消毒灭菌手段。波长254nm的紫外线辐照能够破坏微生物DNA的能量，使其无法繁殖或生长。在行星保护技术领域，对紫外灭菌的效率评价不同于医疗行业。包括：（1）杀灭目标不同，与医疗行业主要对致病菌如金葡等的杀灭不同，行星保护技术领域重点关注对芽孢的杀灭；（2）杀灭目标值不同，医疗行业的杀灭目标值通常介于99%~99.9%，而对于高等级行星保护任务，通常要求杀灭目标值≥99.99%；因此，传统医疗行业的紫外灭菌体系并不适用于行星保护技术领域。截止目前，在行星保护技术领域，NASA和ESA针对紫外灭菌体系相关的标准和规程未见报道，但对于航天器携带菌株的耐紫外能力评价，以及对电子、半导体、精密器件等材料的紫外灭菌适用性验证持续进行。在我国航天器建造过程中，紫外灭菌技术更多适用于AIT（航天器总装集成测试厂房）环境的表面微生物消杀，但适用于航天器AIT阶段的紫外灭菌生物指示剂也尚未开发。
因此，开发航天器紫外灭菌生物指示菌株是亟待开展的工作。
发明内容
本发明通过在航天器总装集成测试厂房（AIT）环境中对大量微生物分离测试后，获得了一株地衣芽孢杆菌，其为地衣芽孢杆菌B30040，其保藏号为CGMCC No.28685。
该菌株已于2023年10月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所；邮政编码：100101，分类命名：地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis，保藏编号为CGMCCNo.28685。
该菌株特征如下：革兰氏染色为阳性，细胞为杆状，内生孢子。在TSA培养基上培养24 h后，菌落呈棕色，扁平不透明，表面粗糙皱褶，边缘不整齐。
模式菌株枯草芽孢杆菌168（Bs168）常被用于行星保护任务中微生物耐紫外线能力评价菌株，截止目前，大多数紫外耐受性和空间试验都是依托于枯草芽孢杆菌Bs168菌株完成的。
本发明的菌株相比模式菌株枯草芽孢杆菌168，具有更好的紫外线耐受能力，适合作为航天器紫外灭菌生物指示菌株，适用于行星保护任务中紫外灭菌的效率评价。
基于此，提出如下方面内容。
第一方面，本发明提供了一株地衣芽孢杆菌，其为地衣芽孢杆菌B30040，其保藏号为CGMCC No.28685。
第二方面，本发明提供了一种微生物菌剂，其中包含上述地衣芽孢杆菌。
第三方面，本发明提供了一种试剂或试剂盒，其中包含上述地衣芽孢杆菌或微生物菌剂。
第四方面，本发明提供了一种检测装置，包括载体和所述的地衣芽孢杆菌。
所述载体包括但不限于试纸或金属合金片，任何具有负载功能的载体材料均可，例如高分子聚合物塑料材料等。
优选地，所述载体为试纸。
优选地，所述载体为金属合金片；更优选为铝合金片。
第五方面，本发明提供了所述的地衣芽孢杆菌、所述的微生物菌剂、所述的试剂或试剂盒、或所述的检测装置在紫外灭菌领域中的应用。
第六方面，本发明提供了所述的地衣芽孢杆菌、所述的微生物菌剂、所述的试剂或试剂盒、或所述的检测装置在行星保护任务紫外灭菌领域中的应用。
优选地，所述应用为在航天器紫外灭菌中的应用。
优选地，所述应用为用于航天器紫外灭菌后洁净程度的表征和/或用于航天器硬件紫外灭菌效果的检测。
优选地，所述应用为在航天器紫外灭菌中作为紫外灭菌指示微生物或微生物制品进行应用。
第七方面，本发明提供了所述的地衣芽孢杆菌、所述的微生物菌剂、所述的试剂或试剂盒、或所述的检测装置在制备紫外灭菌指示微生物制品中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供了一株具有广泛AIT环境菌株代表性、紫外线耐受能力更好的地衣芽孢杆菌B30040，该菌株适合作为紫外灭菌的指示微生物，尤其适合作为航天器硬件表面紫外灭菌生物指示菌株，适用于行星保护任务中紫外灭菌的效率评价。
附图说明
图1是累积剂量为10kJ/m2 的紫外灭菌效率图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，均为常规方法或者按照本领域的文献所描述的技术或条件进行，或者按照产品说明书进行。所用试剂和仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例
通过在航天器总装集成测试厂房（AIT）环境中采样分析，发现在所有的耐紫外线微生物中，以产芽孢菌为主，其中，解淀粉芽孢杆菌及其近缘类群占比最高达18%，地衣芽孢杆菌次之，其它8种微生物占比共56%，具体如表1所示。
表1
从上述众多菌株中通过大量分析筛选后，获得如下几株耐紫外线优势菌株，包括：
解淀粉芽孢杆菌B30319；
地衣芽孢杆菌B30040、B30286；
巨大芽孢杆菌B30287。
以枯草芽孢杆菌Bs168作为标准菌株参照，对上述菌株的耐紫外线能力评价，具体步骤为：
以5A06铝合金片为受试材料模拟航天器硬件表面，规格φ10mm×1mm；以上述测试菌株0.1mL，总菌落数控制在1~9×104CFU，均匀涂布在铝合金片上，无菌条件下吹干，即为模拟硬件表面中的微生物分布工况，并进行紫外灭菌测试。紫外灭菌过程中的参数设置是：紫外波段：UVC254nm；辐照通量：5W/m2；累积剂量：10kJ/m2。
灭菌效率测试结果如图1所示，地衣芽孢杆菌B30040的耐紫外线能力显著高于解淀粉芽孢杆菌B30319、巨大芽孢杆菌B30287、枯草芽孢杆菌Bs168，也优于地衣芽孢杆菌B30286。其中，在累积剂量为10kJ/m2时，紫外灭菌对地衣芽孢杆菌B30040的杀灭效率比模式菌株枯草芽孢杆菌Bs168高出1个数量级，分别为90%、99%。
由此可见，地衣芽孢杆菌B30040在AIT环境的耐紫外菌株中具有较广泛的代表性，同时具有极好的紫外线耐受能力，适合作为航天器硬件表面紫外灭菌生物指示菌株，适用于行星保护任务中紫外灭菌的效率评价。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一株地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis），其特征在于，其为地衣芽孢杆菌B30040，其保藏号为CGMCC No.28685。
2.一种微生物菌剂，其特征在于，其中包含权利要求1所述的地衣芽孢杆菌。
3.一种试剂或试剂盒，其特征在于，其中包含权利要求1所述的地衣芽孢杆菌或权利要求2所述的微生物菌剂。
4.一种检测装置，其特征在于，包括载体和权利要求1所述的地衣芽孢杆菌。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述载体为试纸或金属合金片。
6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述金属合金片为铝合金片。
7.权利要求1所述的地衣芽孢杆菌、权利要求2所述的微生物菌剂、权利要求3所述的试剂或试剂盒、或权利要求4~6中任一项所述的检测装置在紫外灭菌领域中的应用。
8.权利要求1所述的地衣芽孢杆菌、权利要求2所述的微生物菌剂、权利要求3所述的试剂或试剂盒、或权利要求4~6中任一项所述的检测装置在行星保护任务紫外灭菌领域中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用为用于航天器紫外灭菌后洁净程度的表征和/或用于航天器硬件紫外灭菌效果的检测。
10.权利要求1所述的地衣芽孢杆菌、权利要求2所述的微生物菌剂、权利要求3所述的试剂或试剂盒、或权利要求4~6中任一项所述的检测装置在制备紫外灭菌指示微生物制品中的应用。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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