CC BY
19
НАШИ ДОСТИЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ
УДК 544.7:556.538.8:614.8
С.И.Трофимов
ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБА ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ЭКСПРЕСС-ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕЦИФИЧЕСКОГО МИКРОБНОГО ЗАРАЖЕНИЯ СЫПУЧИХ И ВОЛОКНИСТЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ И СЫПУЧИХ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В работе приводятся результаты поисковых лабораторных исследований возможности использования люминолозависимого хемилюминесцентного анализа для экспрессного определения опасного грибкового заражения крупяных и фуражных продуктов, а также бактериального заражения сыпучих минеральных материалов (речного песка, порошка талька).
Ключевые слова: хемилюминесценция, люминол, величина световыхода, общее микробное число КОЕ.
S. Trofimov
EFFICIENT WAY OF CHEMILUMINESCENT EXPRESS METHOD OF SPECIFIC MICROBIC INFECTION LOOSE AND FIBROUS ORGANIC PRODUCTS AND LOOSE MINERAL MATERIALS
The article presents the results of laboratory researching of using the chemiluminescent analysis for express method of definition the dangerous fungoid infection of groats and fodder products, and also bacterial infection of loose mineral materials (river sand, talc powder).
Keywords: chemiluminescent, luminal, light output quantity, total microbic number CFU (colony-formit unit).
Реализация государственной программы продовольственной безопасности и резкого подъёма сельскохозяйственного производства России, в том числе реализация Постановления Правительства Российской Федерации от 29.12.2007 г. № 946 «О продовольственном обеспечении военнослужащих и некоторых других категорий лиц, а также об обеспечении кормами (продуктами) штатных животных воинских частей и организаций в мирное время» [1] на фоне повсеместного обострения санитарно-эпидемиологической обстановки и растущей угрозы биотерроризма должна быть обеспечена надёжной системой сил и средств для проведения в экспрессном режиме контроля уровня реального бактериального заражения всех жизненно важных элементов окружающей среды [4, 5, 6].
Как известно, что вся зерновая продовольственная и фуражная продукция, собранная осенью из-под рано выпавшего снега или в период затяжных осенних дождей (например, в Западной Сибири), или зерновые крупы и хлебные сухари, сохраняемые на складах с нарушением санитарных правил, непременно подвергаются заражению преобладающей токсичной грибковой инфекцией. Это же микробное заражение поражает сенной и подстилочный соломенный материал для животных [3].
При техногенных авариях и природных катастрофах, а также в локальных местах возможного проявления террористических актов с применением бактериальных порошковых средств возникают очаги микробного заражения или в виде слоёв кварцевого песка, нанесённых на местности водными потоками, или в виде конвертов почтовых отправлений с порошком талька.
В ходе поисковых исследований в области разработки нового направления по экспрессной индикации привнесённой микробиоты в сыпучие порошковые материалы целью лабораторных исследований стала проверка принципиальной возможности использования в полевых условиях метода люминолозависимой хемилюминесценции на водных вытяжках из приготовленных порош-
94 -
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2012'2
кообразных и дроблёных рецептур сыпучих и волокнистых препаратов органического и неорганического состава с добавленной в них не дозированной примеси грибкового биопрепарата.
В экспрессном режиме выполнялось на анализаторе жидких проб измерение световыхода хемилюминесцентной реакции с люминольным реагентом смывов дистиллированной водой с парных проб бактериально заражённого и условно чистого эталонного сыпучего или волокнистого материала и последующее сравнение полученных парных результатов замера.
В ходе исследований была разработана специальная пробоподготовка сухого сыпучего препарата, как чистого, так и бактериально заражённого, применительно к аналитической операции на люминометре системы ОСЕ-2, работающего только с водными пробами.
В качестве исследуемых препаратов были взяты образцы продовольственных и фуражных продуктов как органическое сыпучее и волокнистое вещество: крупа гречневая, рисовая, манная, травяное сено и травяная солома, а также хлебные сухари и речной песок с тальковым порошком как сыпучее минеральное вещество, то есть такие материалы и продукты, с которыми чаще всего приходится контактировать специалистам РСЧС при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций или возможных террористических актов.
Методика выполнения лабораторных работ состояла:
в приготовлении водной вытяжки объёмом 15 мл дистиллированной воды из парных проб микробно заражённого и достоверно чистого сыпучего материала, взятых в объёме по 2 см3 (крупы гречневой и рисовой, манной крупы, крошки сухарей, мелкой сечки травяного сена и травяной соломы, кварцевого песка и порошка талька);
в переносе пробы водной вытяжки объёмом 0,1 мл в реакционную камеру анализатора жидких проб;
в хемилюминесцентном экспресс-анализе жидкой пробы в течение 2 - 3 минут (замер свето-выхода).
Повышенное значение величины световыхода для одной из проб в каждой паре исследуемых образцов (чистый образец - заражённый образец) однозначно соответствует указанию на присутствие в этой пробе специфического (грибкового) микробиологического заражения, не взирая на различного рода помехи, создаваемые всей массой других бактериальных тел и химических ингредиентов в исследуемой водной пробе [2].
Таблица 1
Результаты лабораторных анализов
Исследуемый материал Показания прибора (усл. ед.) Отношение р/а
Условно чистые пробы (а) Заражённые пробы (Р)
ОРГАНИЧЕСКИМ с ы п у ч и й
Крупа рисовая 22 144 6.5
Крупа гречневая 35 287 8.2
Крупа манная 9432 9436 1.0
Сухари хлебные 4 10 2.5
в о л о к н и с т ы й
Сено травяное 197 1438 7.3
Солома травы 253 1467 5.8
НЕОРГАНИЧЕСКИМ
Порошок талька 6 88 14.7
Песок кварцевый 5 410 82.0
Анализ полученных результатов лабораторных исследований, приведенных в табл. 1, позволяет сделать следующее заключение:
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2012'2
1. Все водные вытяжки исследованных проб порошкообразных, зернистых и волокнистых сыпучих рецептур органического и неорганического состава как чистые, так и заражённые живой грибковой микробиотой, проявили в реакции с рабочим люминольным раствором хемилюминес-центный световой эффект различной интенсивности, замеренные значения которого изменялись от 4 единиц до 9 436 единиц.
2. В продовольственных крупяных продуктах, хлебных сухарях, фуражном корме и соломенной подстилке, заражённых токсикогенными микроскопическими грибами, значение световы-хода может превысить в 2,5 - 8,2 раз величину светового выхода, регистрируемого соответственно на условно чистых образцах. В то же время в минеральных водонерастворимых сыпучих препаратах подобная разница в значениях величины световыхода у заражённых микробиотой и у незагрязнённых образцов достигает 14,7 - 80 крат.
3. Обе пробы водной вытяжки из образцов манной крупы как чистые, так и заражённые грибковой микробиотой, в результате люминолозависимой хемилюминесцентной реакции показали одинаковое и весьма высокое значение световыхода - свыше 9400 единиц. Этот эффект, полученный по одному характерному мучнистому мелкодисперсному пищевому продукту из группы сильно дроблённых и частично перемолотых пшеничных зёрен в муку разного помола, вызван, наиболее вероятно, присутствием в составе водных вытяжек значительного объёма белковых коллоидов, полностью экранирующих проявление микробиоты в порошковой рецептуре.
4. Сформулированные выводы позволяют установить область эффективного использования метода люминолозависимой хемилюминесценции для экспрессного анализа на бактериальную заражённость токсикогенными микроскопическими грибами только крупяных продовольственных и фуражных продуктов, не содержащих мучную фракцию.
Разработанная экспресс-методика отвечает требованиям государственных стандартов, Министерства обороны РФ, Минздравсоцразвития РФ и спецслужб России по обеспечению защиты продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений, контроля за питанием военнослужащих, по противоэпидемическому обеспечению населения, при проведении аварийно-спасательных работ в зоне чрезвычайных ситуаций и ликвидации последствий террористических актов, особенно в условиях неполного информационного обеспечения.
Полученные результаты исследований позволили обратиться в РОСПАТЕНТ ФГУ ФИПС с заявкой на получение патента на разработанный экспрессный метод (Регистрационный номер 2011135862 от 29.08.2011 г.). «Уведомление о положительном результате формальной экспертизы» получено 24.10.2011 г.
Литература
1. Рожков С.Н. Современный этап развития продовольственного обеспечения силовых министерств и ведомств//Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - № 1, 2011.
2. Выпускная квалификационная работа курсанта Петрова А.Е. «Исследование влияния неорганических химических веществ в водном растворе на точность определения общего микробного числа». Руководитель ВКР: с.н.с. ОНТИ АГЗ МЧС России Трофимов С.И. - Новогорск: АГЗ МЧС России, кафедра химии и материаловедения, 2005.
3. Методы гигиенических исследований в санитарно-эпидемиологических учреждениях Советской Армии и Военно-Морского Флота. Практическое пособие. Часть 1. Методы контроля за питанием военнослужащих. - М.: Воениздат. Министерство обороны СССР. Центральное военно-медицинское управление, 1978.
4. Сборник инструкций о противоэпидемическом режиме в лабораториях медицинских учреждений Министерства обороны СССР. - М.: Воениздат. Министерство обороны СССР. Центральное военно-медицинское управление, 1977.
5. Бактериологическая разведка и индикация бактериальных (биологических) средств. Методическое пособие. - М.: Минздрав СССР, 1972.
6. Наставление по организации и технологии ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ при чрезвычайных ситуациях. Часть 3. - М.: ВНИИ ГОЧС, 2001.
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2012'2
