疾控机构微生物检测中微滤膜分离技术的应用研究

疾控机构微生物检测中微滤膜分离技术的应用研究

苏中华

苏中华

依兰县疾病预防控制中心黑龙江哈尔滨

【摘要】微滤膜分离技术是食品、饮料、医药、化工、电子、环境等多行业工业生产中菌体及其他微生物处理中的常用技术，近年来逐渐应用于部分微生物检测。本文简要介绍了微滤膜分离技术的主要工作原理，并重点阐述了其在疾控机构微生物检测中的应用。

【关键词】微滤膜分离技术；微生物检测；疾控机构

【中图分类号】R172【文献标识码】A【文章编号】1276-7808（2015）-07-303-01

膜分离技术是一种选择性分离技术，初见于19世纪中叶，主要是利用不同粒径的分子混合物在经过一定孔径的半透膜时而产生的分离作用。根据半透膜的孔径大小，可将膜分离技术分为微滤膜（MF）分离技术、超滤膜（UF）分离技术、纳滤膜（NF）分离技术以及反渗透膜（RO）等[1]。微滤膜分离技术既往多用于污水及废水处理、海水淡化以及食品生产处理。随着微滤膜技术的不断发展，其已经逐渐应用于临床标本的处理，例如分离抗菌素、血清标本、组织液以及血浆等多种液体标本中的菌体。近年来，由于其高选择性、过滤高精度、无吸附或者少吸附等优点，逐渐应用于部分病原菌的筛分及检测中。本文就微滤膜分离技术在疾控机构微生物检测中的应用作一综述。

1微滤膜分离技术的原理

微滤膜分离技术主要是利用采用微孔过滤膜进行过滤分离的一种技术，滤膜多为均匀多孔薄膜，主要是通过膜两侧的静压差作为推动力，利用滤膜的网状过筛作用而对液相或者气相标本的筛分。微滤膜的厚度约为90-150μm，操作压约为0.01-0.20MPa，能够对最大直径为0.025-10.0μm左右的物质进行过滤[2]。其作用机制较为复杂，目前主要认为化学位差、电位差、分压差、浓度差以及压力差等是推动流体经过滤膜的主要作用力，而通量以及选择性是其主要技术要素[1]。目前，多以筛分与扩散原理来解释微滤膜分离技术的作用机理。

2微滤膜分离技术的优点

微滤膜分离技术具有诸多优点，最重要的表现为其孔径均匀，微孔分布紧密，能够高精度地实现滤过分离作用，将超过滤膜孔径的微粒完全截留，从而实现分离作用[1]。微滤膜的微孔密度通常为107孔/cm2左右，所有微孔约占膜总面积的705-80%左右，加之膜的厚度较薄，故气相或者液相能够高速通过滤膜，流速较快，分离速率较高[3]。微孔膜较薄，故其对于流过相的吸附量极少，通常可以忽略不计，降低了分离误差。此外，微滤膜属于高分子材料，在使用过程中不会出现碎屑、纤维脱落等情况，故可获得较高纯度的滤过相。

3微滤膜分离技术在疾控机构微生物检测中的应用

微滤膜分离技术既往多用于化工业、电子行业、饮料食品业、环境检测等的工业生产或处理，目前，医疗机构充分利用其优势而应用于各类标本微生物检测中，为疾病的预防、监控与治疗提供了有利参考依据。

3.1微滤膜分离技术在细菌总数计数中的应用

细菌总数计数是医疗卫生机构微生物检测的重要项目，既往多采用平板计数法进行检测，虽然具有较高的精度，但其操作难度较大，耗时较长，对于疾病预防控制及临床诊疗而言难以满足实际需求。因此，寻找一种高效、高精度、快速细菌计数方法非常必要。微滤膜分离技术能够筛分液相或气相中大于滤膜直径的粒子或菌体，将其用于血液等临床标本的筛分，操作简便，便与临床计数，操作简便快速且精度高。刘弋青等

[4]采用微滤膜作为载体设计了微滤膜细菌总数快速检测技术，结果显示，该技术的检测结果与传统平板培养法无明显差异，但检测时间更短，且操作更为简便。认为微滤膜分离技术对于细菌总数计数具有成本低、擦做简便快速及计数准确等优点。

3.2微滤膜分离技术在霉菌酵母菌检测中的应用

酵母菌以及霉菌检测是饮用水、饮料等的重要检测指标，但目前尚缺乏标准检测方法，既往多采用饮料检测法进行检测。管随芳等[5]在浓缩苹果汁生产过程中应用微孔滤膜分离技术进行检测，结果显示，该技术对于霉菌、酵母菌、大肠菌群数的检出率较传统夺冠发酵法以及平皿倾注法显著提高，且操作更为简便、耗时较短、准确度较高。认为微滤膜分离技术可广泛应用于样品霉菌以及酵母菌的检测，且操作简便快速、高效准确，具有较高的实际应用价值。

3.3微滤膜分离技术在大肠杆菌群检测中的应用

检测大肠杆菌群是评价饮食、医药卫生的关键指标，同时也是多种疾病微生物检测中的重要项目之一。目前，国家多推荐采用多管发酵法或者滤膜法进行检测。但多管发酵法操作较为繁琐，检测试剂及器材用量均较大，对大肠杆菌群的培养周期较长，耗时耗力，且准确度以及精密度受到主动因素的影响[3]。苏丽晶等[6]对比分析了一次性离心法、离心滤膜法以及离心双重滤膜结合法对于大肠杆菌的检出情况，结果显示，离心双重滤膜结合法的检出率达100%，显著高于一次性离心法以及离心滤膜法，且离心滤膜法的检出率亦较一次性离心法显著提高，认为滤膜法用于大肠杆菌的检验具有较高的检出率，且操作简便，具有较高的临床应用价值。李莉等[7]对照研究显示，滤膜法相比于多管发酵法具有操作简便、耗时及耗料少、设备要求低等优点，更适用于快速大批量检测。刘京梅等[8]报道中指出，对于饮用水中大肠杆菌群的检测，滤膜法基本具备多管发酵法的优点，且相比于多管发酵法能够检测更大量的标本，提高检测效率以及面感性。

3.4微滤膜分离技术在致病菌检测中的应用

由于微滤膜的孔径较小，能够浓缩、分离大样本之中的细菌，便于细菌计数，有效提高细菌的阳性检出率。临床研究表明，微滤膜分离技术对于可疑或确定感染中段尿的细菌检出率与标准白金耳法平行培养相当，而对于无菌生长以及污染菌尿的细菌检出率则显著高于标准培养法[6]。认为对于部分尿液标本，在进行细菌检测时采用微滤膜分离技术能够提高检出率，且操作简便快速，对于疾病的早期诊断与治疗具有重要意义。弯曲杆菌是食物中毒以及散发性腹泻患者的主要致病菌之一，早期检测对于疾病诊断与病情评估具有重要意义。M.Lerasle等[9]研究表明，滤膜法对于弯曲杆菌的检出率相比于常规法明显提高，且操作较为简便，适用于推广应用。非典型肺炎是临床常见呼吸系统疾病之一，其主要病菌为之一为军团菌，且其在环境水体中也广泛存在。目前，滤膜法已成为标准军团菌水样检测的标准方法。陈洪友等[10]采用微孔滤膜过滤，并经盐酸处理以及抗生素抑制杂菌，成功从水样中分离出了军团菌，从侧面证实了微滤膜技术对于军团菌的检测具有重要价值。

3.5微滤膜分离技术在寄生虫检测中的应用

寄生虫是引起人畜患病的重要病菌之一，早期检测寄生虫感染情况是预防和治疗寄生虫疾病的重要措施。弓形虫病是一种较为常见的人畜共患寄生虫感染疾病，方正明等[11]采集了弓形虫感染小鼠的腹腔灌洗液，采用5μm微孔容器进行过滤，获得了纯净虫体，虫体回收率高达71.0%，间接表明微滤膜分离技术对于寄生虫感染检测具有重要价值，具有操作简便快速等优点。袁园等[12]通过改良EPA1623滤膜法的浓缩分离过程，有效提高了隐孢子虫与贾第鞭毛虫的检出率与回收率，且操作简便、检测成本较低。

结语：微滤膜分离具有具有高效、高精度、操作简便、快速且耗时耗材少等优点，相比于传统检测方法能够更为客观、准确和科学地反应样品微生物成分，用于疾控机构微生物检测，有利于提高阳性检出率与预测率，降低假阴性率以及假阳性率，提高微生物检测准确性。微滤膜技术在我国多行业领域已经获得了广泛应用，但在滤膜质量、规格以及种类方面还有待进一步提升，在实际应用过程中尚存在较多的问题等待研究与解决。将微滤膜分离技术应用于疾控机构微生物检测，并充分与超滤技术、纳滤技术以及其他微生物检测技术临床应用，能够实现对不同级别微生物的筛分与检测，从而为疾病预防与控制提供科学、客观、全面且准确的依据。

参考文献：

[1]孙娜，刘海洲，张捷等.滤膜法与国标法用于微生物检测的比较研究[J].化学与生物工程，2008，25（8）：70-72.

[2]R.suryamurali，T.Sankarshana，S.Sridharetal.AirSeparationbyPolymer-basedMembraneTechnology[J].SeparationandPurificationReviews，2013，42（1/4）：130-186.

作者简介：苏中华，女，1971.8.7，黑龙江省依兰县，本科，微生物检验。