浅析不同水质微生物的水质检测技术

1、传统水质微生物检测技术

对于人们来说，饮用水的质量至关重要，如果饮用水的水质不达标，将很可能会对人们的生命健康安全造成重大影响。因此，对于水质中微生物的检测就显得更加重要，近年来，随着科学技术的发展，微生物水质检测技术也越来越多样，而且正在朝着多样化、精确化、快速化的方向发展。现在，我们将详细探讨关于传统水质微生物检测的相关技术。

1.1平板计数法

对于传统水质中的菌落数量，我们通常会使用平板计数的方法，而且这种方法从大约百年前就开始使用，这种方法主要是通过异养菌平板计数的方法来进行技术，对于分裂速度可观而且可以在琼脂培养基上快速生长并形成可见菌落的微生物，用这种方法的效果比较明显，因为这种方法主要是通过肉眼或显微镜来直接对平板上的微生物菌落进行技术，所以可见菌落的产生至关重要。然而，水中的微生物大多无法在固体琼脂培养基上生长，所以如果使用这种方法将很可能会产生不必要的误差，并且对水质中微生物生长情况的了解造成一定的困扰和阻碍。此外，这种较为传统的平板计数法耗费时间非常长，至少要1-2天才可能会得到结果，因此这种检测方法无法快速了解目前水质的情况，具有一定的滞后性。如果所检测水质中的微生物含量过多，还需要对其进行梯度稀释，因此这种方法的操作比较麻烦，还需要预实验来大致检测水质中的微生物含量所处数量级，能够应用的检测范围也并不广泛。

1.2大肠杆菌数量检测法

在对饮用水的质量进行评价的时候，人们常常会以大肠菌群和耐热大肠杆菌作为指示生物，通过对他们的数量观测来确定水质。通常来讲，比较常见的测量方法包括发酵法、滤膜法等，然而，这些方法具有一个共同的缺点，就是所需时间较长，而且并没有较强的特异性，因此对于那些生长较慢的细菌很难检测出来。之后，有些研究人员发现可以用基于特异性酶活性的办法来检测传统水质中大肠杆菌的数量，比如可以用β-D半乳糖甘酶和β-D葡萄糖醛酸酶对水质中的大肠杆菌数量进行检测，这样产生的灵敏度会比多管发酵法（MTF）以及膜过滤技术（MF）好很多，不过这样的方法依然有缺陷，那就是时间成本很高。因此，在对生活用水的检测过程中，对于微生物的检测方法的探究仍在继续，还需要更多的研究人员投入其中，发现更多有效的检测方法。

2、新型水质微生物检测技术

2.1流式细胞术原理

流式细胞术（FCM）是一种在快速直线流动状态过程中的细胞或者生物颗粒在同一时间展开多参数、快速定量分析以及细胞分选的全新高科技技术。流式细胞术所采用的细胞仪的主要结构主要有几个部分，包括光学系统、液流系统和电子系统等。此外，有些流式细胞仪还带有分选功能，这样的细胞仪通常配有细胞分选系统，通过细胞分选系统，相关研究人员能够把一些特异性的微生物从复杂多变的群体中挑选出来，便于展开后续的研究。

2.2ATP法

ATP对于细胞生命活动来讲是非常重要且必要的，在细胞里面，ATP和ADP之间会有相互转化的过程，进而形成能量的转换，为细胞提供能量或者放出能量，进而保障生物体的生命活动可以正常运转。在镁离子和分子氧存在的时候，荧光素酶可以用微生物具有的ATP对荧光素进行催化，进而发生单氧合反应。在ATP检测仪檢测荧光素酶反应发射的光子数目之后，就可以按照ATP的标准曲线图来明确微生物具有的ATP数量，进而依据ATP的数量测算出水里面活细胞的数量。

2.3分子生物学方法

分子生物学方法对于新型水质微生物的检测也具有较大帮助。分子生物学方法主要有三种：PCR法、DGGE技术和荧光原位杂交（FISH）技术。

2.3.1PCR法

PCR的主要原理就是用单链DNA作为模板，用4中dNTP作为底物，在模板的3一段连接好引物，之后采用相应的引物酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等来多次反复复制，进而实现DNA的大量扩增。在比较小的离心管里面，如果能够加入和待扩增的DNA两段已知序列互补的引物、模板、缓冲液、聚合酶和dNTP溶液、镁离子等，将能够实现DNA片段的进一步扩增。在反应的过程中首先把上述物质组成的混合溶液加热，让模板DNA能够在高温的情况下变性，让原来的双链解开形成单链；之后让溶液降温，让引物能够和靶序列配对，进而组成双链，这个过程叫做退火；最后再把温度调高到一个比较合适的温度，在Taq DNA聚合酶的作用下，用dNTP作为原料，引物沿着5到3的方向延伸，进而形成新的DNA链，这个新的DNA链又可以作为之后反应的新模板，进而复制产生更多的DNA链、所以，在PCR仪中，只需要对目的基因升温、降温、再升温……经过这样一个循环往复的过程，让目的基因得以扩增。

综上，PCR方法的整个过程大致就是：模板变形、引物退火、热稳定DNA聚合酶在合适的温度下催化DNA链延伸合成等。

2.3.2 DGGE技术

DGGE技术是一种针对水之中微生物生态环境分析的方法，主要有4个部分组成：细菌核酸的提取、细菌16SrRNA基因序列的PCR扩增、DGGE和DGGE指纹图谱的分析等。通过这样一个基因克隆、测序的过程建立起微生物的16S rRNA/DNA文库，进而对微生物的系统发育状况展开分析，建立起合适的进化树，得到水质微生物更多有关的信息等。

3.3.3荧光原位杂交（FISH）技术

荧光原位杂交（FISH）技术是一种能够检测大肠杆菌和大肠埃希菌的技术，经过一系列合理的设计来制定出16S rRNA特定区域的寡核苷酸探针，进而帮助检测人员快速了解是否水质中的微生物含量情况。这样的方法和定量PCR相比有一定的优势，由于针对16S rRNA基因片段的原位杂交能够降低样品提取过程中的损失，尤其是对于环境中含量比较少的细菌，能够比较成功地确保细菌的多样性和丰富性。

结语

可以说，对水质中微生物的检测对于整个水质检测过程至关重要。如果能够采取合适的检测方法来对传统水质和新型水质中微生物的含量进行检测，将能够准确有效地发现水质中微生物的情况，进而对水质有一个多角度全方位的了解。