CC BY
4
УДК 614.777: [578.835.11:578.2641:628.344:622.367
Л. А. Мышляева, Ц. Б. Веселинова-Стоянова, Г. А. Багдасарьян
ИЗУЧЕНИЕ АФФИНИТЕТА ЭНТЕРОВИРУСОВ И БАКТЕРИОФАГОВ К ПРИРОДНЫМ СОРБЕНТАМ ИЗ ГРУППЫ АЛЮМОСИЛИКАТОВ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В последние годы все большее значение приобретает изучение вирусного загрязнения водных объектов в связи с его значительной устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды и увеличением удельного веса кишечных вирусных заболеваний в инфекционной патологии человека.
Для проведения комплексных гигиенических мероприятий по ограничению циркуляции возбудителей кишечных вирусных инфекций необходима разработка научно обоснованной системы контроля за вирусным загрязнением. Последнее возможно лишь при наличии эффективных методов индикации энтеротропных вирусов в водных объектах. Однако до настоящего времени отсутствует унифицированный метод индикации этих вирусов в воде разных видов водопользования, а эффективность методов, используемых в санитарной практике, не превышает 50—70%.
В литературе имеются данные о высокой сорбционной способности в отношении вирусов некоторых природных сорбентов из группы алюмосиликатов — бентонита, каолинита и других, что предполагает возможность их использования для разработки метода индикации вирусов, эффективность которого в меньшей степени зависела бы от качества исследуемой воды. Единичные работы посвящены использованию бентонитов для выделения вирусов из сточной и речной воды [3, 5].
В связи с отсутствием до настоящего времени научно обоснованных подходов к изучению возможности применения в саннтарно-вирусологической практике более широкого спектра природных сорбентов, нами проведены исследования по изучению аффинитета некоторых эитеровн-русов и бактериофагов к природным сорбентам из группы алюмосиликатов.
В качестве модельных микроорганизмов были выбраны представители 3 групп пикорнавирусов (вирус полиомиелита I типа, штамм LSc2ab, ECHÓ-7 штамм Wallance, Коксакн ВЗ штамм Nancy) и кишечные бактериофаги — ДНК-содержащнй бактериофаг Ti и РНК-содержащпй бактериофаг MS2. В экспериментальных исследованиях были использованы 3 природных сорбента из группы алюмосиликатов (производство НРБ) — каолинит (слоистый минерал с жесткой структурой), бентонит (слоистый минерал с расширяющейся структурой, набухающий при контакте с водой) и клиноптилолит (минерал с каркасной структурой). Минералы использовали в форме высокодисперсного порошка.
Количественное определение вирусов проводили методом титрования по цнтопатическому действию в ТЩЦо/мл на перевиваемой культуре клеток НЕР-2. Количественный учет бактериофагов проводили методом агаровых слоев в БОЕ/мл по Грацна. Концентрации микроорганизмов составляли 103 ТЦД50/мл для энтсровирусов и 103 БОЕ/мл для колифагов. Был отработан оптимальный режим центрифугирования, при котором происходит полное оседание сорбента в пробе — 4000 об/мин в течение 20 мин.
Было изучено влияние на процесс сорбции энтеровиру-сов и бактериофагов естественными сорбентами таких факторов, как pH среды в диапазоне 4,0—8,0, времени контакта с сорбентом (5—60 мин) и температуры (4 и 18— 20 °С).
Изучение влияния pH реакционной среды на эффективность сорбции тест-микроорганизмов на всех изученных сорбентах показало, что в диапазоне pH 4,0—8,0 не отмечается достоверной разницы в эффективности этого процесса для полиовируса I типа, вируса Коксаки ВЗ и бактериофагов Ti и MSj. Что касается вируса ECHO 7, то эф-
фективность его сорбции достоверно повышается с увеличением кислотности среды, достигая максимальных значений при рН 4,0—4,5 (до 92,0% на каолините). По-видимому, это связано с существованием у этого вируса лишь одной изоэлектрической точки. В этой точке вирусная частица в целом не заряжена, что облегчает ее притяжение к поверхности сорбента. Этот процесс осуществляется под воздействием ван-дер-ваальсовых сил притяжения, действующих на близких расстояниях. Общий заряд частиц минерала также в значительной степени подавляется в результате подкисления среды [1].
Таким образом, эффективность сорбции вирусов на природных сорбентах достигает максимума в условиях, обеспечивающих изоэлектрическое состояние вирусных частиц и снижение общего отрицательного заряда частиц минерала. Этим, видимо, можно объяснить более высокую степень сорбции тест-микроорганизмов на изученных природных сорбентах в кислой среде (рН 4,0—4,5) по сравнению со щелочной. у
Изучение динамики насыщения сорбента вирусами прв* водили на модели каолинита с полиовирусом I типа и бактериофагом MS* Было установлено, что сорбционное равновесие в системе вирус—сорбент наступает через 30 мин контакта (процент сорбции для фага MSi составляет 97,0, для полиовируса — 94,0). При увеличении времени контакта до 60 мин не наблюдалось статистически значимых различий в эффективности сорбции вирусов по сравнению с 30-мннутной экспозицией.
Не было также установлено достоверных различий в эффективности сорбции всех изученных микроорганизмов на природных сорбентах при температуре 4 и 18—20 °С.
В результате проведенных исследований было установлено, что максимальная эффективность сорбцки на каолините, бентоните и клнноптилолите отмечается у вирусов полиомиелита и ECHO 7 и бактериофагов Т| и MSj, минимальная — у вируса Коксаки ВЗ.
Важным этаном в изучении аффинитета вирусов с целью использования для их индикации природных сорбентов является определение оптимальных условий их десорбции с сорбента.
Изучение десорбирующей способности 6 наиболее широко используемых в санитарно-внрусологической практике элюирующих растворов — 0,05 М трис-буфера, 3 % мясного экстракта, бульона Хоттингера с 10 % бычьей сывороткой, глицинового буфера, фосфатного буфера и раствор^ Эрла — показало, что бактериофаг MS2 максимально д5? сорбируется органическими элюентами (60—98 %). Выявлена высокая эффективность десорбции вирусов (96,2 и 98%) при использовании 0,05 М трис-буфера и 3% мясного экстракта при рН 9,6.
Изучение динамики десорбции с каолинита полиовируса I типа и бактериофага MS2 показало, что максимальная десорбция этих вирусов с сорбента происходит в течение 30 минут (до 99%). При дальнейшем увеличении времени контакта — до 60 мин — установившееся равновесие в системе десорбент—вирус—сорбент сохраняется.
Необходимым условием при разработке методических приемов индикации вирусов- в воде является максимальное сокращение конечного объема элюата для последующего вирусологического исследования. При изучении зависимости эффективности десорбции фага MSj с сорбентов от объема элюирующего раствора было установлено, что уменьшение обема трис-буфера и 3 % мясного экстракта с 30 до 3 мл не оказывает влияния на эффективность десорбции при концентрациях сорбента 250—500 мг/л.
%
В результате исследований по отработке эффективных режимов сорбции и десорбции тест-микроорганизмов с природных сорбентов были определены следующие оптимальные параметры этих процессов: сорбция при рН 4.0— 4,5; время контакта вируса с сорбентом 30 мин при температуре 18—20 °С; десорбция 0,05 М трис-буфером или 3 % мясным экстрактом при рН 9,6 в объеме из расчета 3 мл на 500 мг сорбента, время контакта десорбснта с комплексом вирус—сорбент — 30 мин.
Используя полученные данные можно расположить эн-теровирусы и бактериофаги следующим образом по степени снижения аффинитета к сорбентам: бактериофаг Ti (эффективность сорбции 97%, эффективность десорбции 98%), бактериофаг MS2 (соответственно 95,6 и 98,7 %), по-лновирус I типа (93,0 и 99,2%), ECHO 7 (92,0 и 95,7%), Коксаки ВЗ (64,0 и 98,6 %).
Как видно из приведенных данных, наибольший аффинитет (по проценту сорбции) был выявлен у ДНК-содер-жащего бактериофага TV Минимальная элюция этого тест-микроорганизма с сорбента подтверждается данными Г. Н. Никовской [4], изучавшей механизм его сорбции на монтмориллоните. Электронно-микроскопическими исследованиями было доказано, что ориентация и прикрепление фага Ti к активным центрам частиц сорбента осуществляются его головной частью. Поскольку фаг Т| по сравнению с остальными тест-микроорганизмамн отличается большими размерами и массой, по-видимому, его связь с минералом более прочна вследствие сильно выраженных ван-дер-ва-.альсовых сил взаимодействия.
-А Наименьший аффинитет к трем изученным сорбентам был выявлен у вируса Коксаки ВЗ, что согласуется с данными В. П. Широбокова [5] об аффинитете этого вируса к бентониту.
При сравнительной оценке эффективности сорбции и десорбции различных тест-микроорганизмов с сорбентов раз-
УДК в!3/.614:92 Баранних
У"
£
личия между отдельными минералами были выявлены лишь при осуществлении процесса элюции. Более эффективная десорбция вирусов имела место при использовании каолинита и клиноптилолита по сравнению с бентонитом. Это объясняется способностью бентонита при соприкосновении с водой набухать внутрикристаллически, что приводит к возникновению дополнительных микропор с большой поверхностью, обладающих повышенным сорбционным потенциалом [2].
Таким образом, проведенными исследованиями установлена высокая сорбциониая способность природных сорбентов из группы алюмосиликатов (каолинит, бентонит и кли-ноптилолит производства НРБ) в отношении энтеровнрусов и бактериофагов, что определяет перспективность их использования для санитарно-внрусологнческих исследований объектов окружающей среды. Полученные данные были положены в основу разработки метода индикации кишечных вирусов в водных объектах.
Литература
1. Алексеев О. Л. Влияние ионного обмена на гидрофильные, электрические и электрокинетические свойства глинистых минералов. Автореф. дис. канд. Киев, 1963.
2. Комаров В. С. Адсорбенты и их свойства. Минск, 1977.
3. Лепахина Н. К. Сравнительная оценка и усовершенствование методов концентрирования вирусов кишечной группы из водопроводной воды и воды поверхностных водоемов. Автореф. дис. канд. М„ 1977.
4. Никовская Г. Н. Изучение взаимодействия бактериофагов с черкасским монтмориллонитом и их коагуляцион-ного удаления из воды. Дне. канд. Киев, 1981.
5. Широбоков В. П. — Вопр. внрусол., 1974, № 2, с. 228— 233.
Поступила 04.06.84
31 января 1985 г. исполнилось 90 лет со дня рождения и 58 лет педагогической и научной деятельности доктора медицинских наук профессора заслуженного деятеля науки УССР, заведующего кафедрой обшей гигиены Киевского медицинского института им. А. А. Богомольца, члена КПСС с 1920 г. Петра Ивановича Бараиника.
п менем П. И. Бараиника связаны многие славные де .1 г успехи Киевского медицинского института :.:»!. А. А. Богомольца, которому он отдал более 50 лет своей жизни, пройдя путь от ассистента до директора.
П. И. Баранннку пришлось еще в детском возрасте начать свой трудовой путь — сначала батраком, затем подручным слесаря по ремонту сельскохозяйственных машин. В 19!5 г. П. И. Баранник, призванный в армию, был направлен на обучение в Пятигорский военный госпиталь. Служба в армии, особенно общение с ранеными, революционно настроенными солдатами оказали огромное влияние на формирование его мировоззрения и определили его будущую специальность. С начала 1918 г. Петр Иванович — активный участник революционных событий на Кубани. В этот период по заданию Краснодарского ревкома он вел агитационную работу среди демобилизованных солдат, помогал в создании партизанских отрядов в станицах Майкопского уезда, принимал непосредственное участие в разгроме банд Корнилова под Краснодаром. С 1918 по 1922 г. он служил в Красной Армии: трудными дорогами гражданской войны прошел как фельдшер воинской части,
Юбилейные даты
К 90-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ПЕТРА ИВАНОВИЧА БАРАИНИКА
