紫外线消毒对大肠杆菌的损伤情况及其损伤机制探讨分析

张明昱 赵鹏伟 王君 任向宇 孙晓琳 李存保（通讯作者）

（1 内蒙古医科大学研究生学院 内蒙古 呼和浩特 010010）

（2 内蒙古医科大学基础医学院 内蒙古 呼和浩特 010010）

大肠杆菌是一种调节致病菌，在一定的条件下会对人体造成伤害，引发肠道类疾病，如腹泻等，在婴幼儿中较为常见[1]。而且在水源污染情况检查中，将大肠杆菌作为粪源污染的指示微生物。由于其可能对人体产生的致病作用，所以在很多的水源中都需要进行相应的消毒处理[2]。为探究紫外线消毒对大肠杆菌的损伤情况及其损伤机制，选择大肠杆菌（ATCC25922）作为本次实验的实验菌进行相关实验，希望能够为相关的消毒工作提供一些参考和意见，具体的实验内容如下。

1.材料与方法

1.1 材料

主要的实验用品有大肠杆菌（ATCC25922）、恒温培养箱、UV-2550 型紫外光分度计、透射电镜、TSYA 培养基、抗氧化能力试剂盒、去离子水等。

1.2 方法

实验用菌的制备：使用在10ml 的LB 营养肉汤中接种40μl的大肠杆菌菌液，培养汤是经过压力蒸汽灭菌处理，将接种好的培养汤发展恒温摇床中进行培养，将温度控制为37℃，摇床的速度为150r/min，过夜培养。次日使用PBS 缓冲液对其记性洗涤5 次，其目的是将培养基成分去除，将其制备成浓度为1.5*109CFU/ml 左右的菌液备用。

消毒实验：从制备好的菌液中取出40ml 进行紫外线消毒实验，将菌液放置在灭菌培养皿中，将培养皿放置在紫外线平行光下进行照射消毒，在照射的过程中进行搅拌。每个时刻都取出相应的菌液进行检查，并对其损伤率进行计算。

相关酶检验：从同一水源的消毒前和消毒后取出相同的样本，前后各10 份，对其进行SOD 酶和R-AOC 酶活性检测，使用的检测用品为SOD 酶和R-AOC 酶试剂盒按照相关的使用说明进行检测。

1.3 评价方法

损伤率：对紫外线消毒时间为0s、10s、30s、60s、120s时的灭菌样本进行检查。损伤率=Nt-Nm/Nt×100%。其中Nt 为消毒开始菌落数，Nm 为实验时刻菌落数。

酶活性：使用相关的酶活性试剂盒对SOD 酶和R-AOC 酶的活性进行检测。

1.4 统计学方法

将数据纳入SPSS22.0 软件分析，酶活性相关指标为计量资料，比较采用t检验，并以（±s）表示，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2.结果

2.1 紫外线消毒对大肠杆菌的损伤情况分析

通过对实验数据进行整理分析，随着时间的增加，大肠杆菌的损伤率也在增加在60s 左右达到100%,具体数据如下表1：

表1 紫外线消毒对大肠杆菌的损伤情况

2.2 消毒前后大肠杆菌的相关酶活性比较

通过对SOD 酶和R-AOC 酶在消毒前后的活性检查数据进行对比分析，其结果为与消毒前对比，消毒后SOD 酶和R-AOC 酶的活性大幅提高（P＜0.05），具有统计学意义，具体数据如下表2：

表2 消毒前后大肠杆菌的相关酶活性对比（±s）

表2 消毒前后大肠杆菌的相关酶活性对比（±s）

分组类别 例数 SOD 酶（108CFU/ml） R-AOC 酶（108CFU/ml）消毒前 10 0.158±0.030 0.007±0.001消毒后 10 7.002±0.846 0.159±0.017 t-25.566 28.226 P-0.001 0.001

3.讨论

大肠杆菌在水源中存在较广，特别是在污染较为严重的地区,常用的水源消毒方法有紫外线消毒。如果人们误饮了含有较多大肠杆菌的水，可能对导致机体出现腹泻、败血症等疾病，其对人类的饮水安全造成了极大的威胁[3]。

紫外线是电磁波中波长为 10 ～400 纳米的总称，而将其作为消毒工具的波段是在200 ～280nm，这个波段的紫外线具有破坏DNA 分子的作用，能够对细菌进行灭活从而抑制其生长繁殖，起到消毒的作用[4]。

紫外线的作用时间较快，而且具有较强的穿透能力，可以有效的对水中的大肠杆菌进行灭活损伤。本次实验的结果显示使用紫外线消毒后，水中的大肠杆菌的损伤率直线上升在60s 左右达到100%。相关研究显示紫外线消毒会诱发大肠杆菌的抗氧化系统，这个系统会增加相关酶的含量和活性，从而影响其细胞膜的功能，进而破解大肠杆菌细胞膜的完整性和流动性，从而抑制其生长繁殖。而在对消毒前后的大肠杆菌中相关酶活性的检查结果中，消毒后的酶活性大幅上升（P＜0.05）。

综上所述，紫外线消毒可以对大肠杆菌造成损伤，在60s左右的损伤率达到100%，对其的损伤机制是增加相关酶的活性，使得细菌的细胞膜功能下降，起到消毒效果。