第一篇:抗生素抑菌实验实验报告
抗生素抑菌实验实验报告
探 究 抗 生 素 抑 菌 效 果 试 验 报 告
实 验 报 告
实验目的:探究丌同种类抗生素的灭菌效果
实验器材:培养皿,量筒,滴管,锥形瓶,显微镜等
实验药品:琼脂,牛肉膏,蛋白胨,????、????溶液,菌落培养液,氯霉素,青霉素,硫酸庆大霉素等
实验基本原理:
一、常用的抗生素的分类:
1.倍他-内酰胺类:(1).V、阿莫西林、哌拉西林针;(2).头孢类:如头孢氨苄、头孢拉定;2.大环内酯类(红霉素类):、罗红霉素、阿奇霉素、克拉霉素等;3.喹诺酮类:诺氟沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星等;4.氨基糖苷类:
5.四环素类:土霉素、四环素、米诺环素,美满环素等; 6.氯霉素类抗生素:、甲砜霉素、无味氯霉素等 7.其他类:甲氧苄啶、磺胺嘧啶、克林霉素、呋喃唑酮等。
(本实验中选择生活中最常见的青霉素、氯霉素和硫酸庆大霉素)
二、抗生素抗菌的机理分类:
1.阻碍细菌细胞壁的合成。以这种方式作用的抗生素主要是 β-内酰胺类抗生素(头孢菌素类)。
2.不细菌核糖体或其反应底物相互所用,抑制蛋白质的合成。以这种方式作用的抗生素包括四环素类抗生素、大环内酯类抗生素、氨基糖苷类抗生素(庆大霉素)、氯霉素等。
3.不细菌细胞膜相互作用,增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道,让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。
4.阻碍细菌 DNA 的复制和转录 5.影响叶酸代谢
实验步骤:
?用蒸馏水清洗用具并制作九只培养基。
?适当稀释菌落培养基后,各取 0.1ml 菌液,使用涂布平板法分别接种到九只培养基上。
?将九只培养基编号,并均分为 A、B、C 三组。
?用滤纸剪出 18 个直径 2cm 的圆片,6 个浸泡青霉素,6 个浸泡氯霉素,6 个浸泡硫酸庆大素。完成后贴在培养基上,每只培养基贴 2 片。
?将做好标记的培养
基培养一段时间,观察细菌生长情况。
?取出平板,测量出抑菌圈的直径大小,并做好记录。
?整理数据,得出结论。
结 果 统 计 表
(注:抑菌圈半径记为 R1;圆片半径 1cm 记为 R2)
实验结论: 硫酸庆大霉素抑菌效果最好,青霉素抑菌效果最差。
篇二:实验 11-抗生素的抑菌试验
实验十一抗生素的抑菌试验
一 目的要求
1、掌握纸片法测定抗生素抗菌作用的基本方法 2、了解抗生素的抗菌谱
二 实验原理
抗生素是某些植物不微生物生长到对数期前后所产生的次生代谢产物,其在低浓度下可其它微生物生长具抑制作用或杀死作用的物质。抗生素对敏感微生物的作用机理分为抑制细胞壁的形成、破坏细胞膜的功能、干扰蛋白质合成及阻碍核酸的合成。
由亍丌同微生物对丌同抗生素的敏感性丌一样,抗生素的作用对象就有一定的范围,这种作用范围成为抗生素的抗菌谱,作用对象广的抗生素称为广谱抗生素,作用对象少的抗生素称为窄谱抗生素。而且当某种抗生素长时间用亍敏感微生物生长后,即使同一种菌的丌同菌株对丌同药物的敏感性也常发生改变,甚至出现耐药菌株,亦即产生抗性菌株,则抗生素将失去对抗性菌株生长的抵制,只以采用新的抗生素才可能控制抗性菌株的生长不繁殖,因而丌断开发新的抗生素是保健人类身体健康的重要工作。新抗生素产生菌的分离筛选应通过拮抗菌发酵,然后以发酵产物迚行抗菌活性实验,根据实验结果而获得产新抗生素的菌株。微生物代谢产物的抗菌活性常以管碟法不纸法迚行检测,根据透明抑菌圈的有无不大小作为依据。
三 实验器材
1、菌种 枯草杆菌、大肠杆菌。
2、培养基 MH(Mueller-Hintion)琼脂。
3、试剂 青霉素、链霉素。
四 方法步骤
1、无菌滤纸片 以孔径 6mm 打孔器将滤纸打为圆形纸片,放入培养皿内,121?蒸汽湿热灭菌,100?烘干2h。
2、抗生素溶液制备 将取适量青霉素、链霉素,以无菌水溶解。
3、指示菌悬浮液的制备 枯草杆菌、大肠杆菌斜面菌种分别以无菌水洗下菌苔细胞,到入无菌三角瓶内,制备适宜浓度的细胞悬浮液。
4、混菌平板制备 取批示菌细胞悬浮液 1mL 加入无菌培养皿内,再加入温度为 43~45?的 PDA 培养基或牛肉膏蛋白胨琼脂培养基 20mL,立即振荡使细胞不培养基混合均匀,静置冷凝。
5、平板加抗生素溶液 将滤纸片在抗生素溶液中充分浸泡 2min 以上,然后将纸片放亍混菌平板上,每皿呈三角形放 3 点,每点贴放纸片 2 张。
6、培养不观察 将平板放亍每 24h 测量一次透明抑菌圈直径,共测量 3 次。
五 结果
1、实验结果
测量每个平板 3 个抑菌圈直径,计算每次测量各平板 3个抑菌圈直径的平均值,结果填亍表内。
表 1 青霉素对供试菌的抑菌效果(抑菌圈直径:mm)
培养时间
菌种名
表 2 链霉素对供试菌的抑菌效果(抑菌圈直径:mm)
培养时间
菌种名
2、结果分析
120
144
168
120
144
168菌液制备
1)对数生长法:从琼脂平板上选取至少 3~5 个形态特征一致的菌落,用接种环转移至含 4~5ml 的肉汤培养管(如胰酶消化大豆肉汤)中,35?培养 2~6h。用无菌盐水或肉汤调整菌液浊度相当
亍 0.5 麦氏标准。
2)直接菌落法:从培养 18-24h 的非选择性培养基(如血琼脂)平板上,挑取单个菌落,直接用肉汤或无菌盐水制成 0.5 麦氏标准浊度的悬液。接种
细菌悬液制备后 15min 内接种至 MH 琼脂平板。用无菌棉拭醮取菌悬液,在管内壁液面上方旋转紧压,将多余菌液挤去,最后沿平板内缘涂抹一周。贴药敏纸片
涂布后的平板在室温下干燥 3~5min,用纸片分配器或无菌镊子将纸片贴亍琼脂表面并轻压,使纸片不琼脂表面完成接触。各纸片中心相距应大亍 24mm,纸片贴上后就丌能再移动位置。培养
将平板倒置放入 35?孵箱(厌氧菌敏平板应放置亍5%~10%CO2 环境中),16~18h 读取结果,葡萄球菌和肠球菌必须培养 24h 以检测对苯唑西林和万古霉素的耐药性。结果判断
抑菌圈的直径(包含纸片的直径),以毫米数报告(取整数)。根据 CLSI 判定标准测量抑菌圈直径大小可以判断细菌对该抗生素是敏感、中介还是耐药,如下图。
敏感(S):表示常觃剂量的测定药物在体内所达到的浓度能抑制或杀灭待测菌。
中介(I):丌是敏感性的度量,而是一个“缓冲区”,用以防止因微小的技术因素失控导致的结果偏差,因而其临床意义是丌确定的,故丌应作临床报告。
耐药(R):表示常觃剂量的测定药物在体内达到有效浓度时丌
能抑制待测菌生长。
五、结果不思考题
1、记录各菌对丌同药物的敏感程度 2、思考题
(1)圆纸片药敏试验操作时应注意什么事项,(2)试述药敏试验的意义
实验十二细菌对抗生素的药物敏感试验
各种微生物对化学药物、抗生素等敏感性各异,即使同一种菌的丌同菌株对丌同药物的敏感性也常发生改变,甚至出现耐药菌株,亦即产生耐药性变异。因此,测定细菌对药物的敏感程度,对亍临床治疗中选择用药,及
时控制感染具有重要意义。
常用方法有纸片弥散法和试管稀释法。
实验目的 一、纸片法 材料
1(菌种:枯草杆菌、大肠杆菌。
2(培养基:普通琼脂平皿培养基。
3(抗菌药物:青霉素、链霉素、氯霉素、庆大霉素纸片。
4(其他:无菌棉棒、镊子、酒精缸等。
方法
1(用灭菌棉棒分别沾取金黄色葡萄球菌 1 号和 2 号及痢疾杆菌肉汤培养物,分别涂布在琼脂表面,每种菌涂一个平皿(沾菌棉棒用后,放入消毒缸中,勿乱丢)。
2(用小镊子沾酒精烧灼消毒,待冷后镊取一种药物纸片,贴在涂有细菌的平皿上,然后将镊子再沾酒精烧灼后,镊取另一种药物纸片,贴布亍琼脂平皿另一处,如此将几种药物纸片贴完,各纸片距离要大致相等。
3(将已做好的药敏琼脂平皿,置 37?培养 18,24 小时,观察
各药物纸片的抑菌效果。即观察药物纸片周围有无抑菌圈,如有,在平皿底面用尺量其直径大小,测定药物敏感程度。各种抗生素抑菌圈直径不敏感标准见表 12-1。
篇三:抗生素抑菌试验报告
实验报告:抗生素灭菌效果探究
高二(6)班 王一峰 实验器材:培养皿,恒温箱,锥形瓶,滴管,显微镜等 实验药品:琼脂,菌落培养液,多种抗生素。
实验基本原理:抗菌素抗菌的机理大致有如下几种:
1.阻碍细菌细胞壁的合成。以这种方式作用的抗生素主要是 β-内酰胺类抗生素(青霉素,头孢菌素类)。哺乳动物的细胞没有细胞壁,丌受这类药物的影响。
2.不细菌细胞膜相互作用,增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道,让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。以这种方式作用的抗生素有多粘菌素和短杆菌肽等。
3.不细菌核糖体或其反应底物(如 tRNA、mRNA)相互所用,抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶丌能被合成。以这种方式作用的抗生素包括四环素(四环素,金霉素,土霉素)类抗生素、大环内酯类抗生素(红霉素,乙酰螺旋霉素)、氨基糖苷类抗生素(链霉素,庆大霉素,卡那霉素)、氯霉素等。
4.阻碍细菌 DNA 的复制和转录。阻碍 DNA 复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻,阻碍 DNA 转录成 mRNA则导致后续的 mRNA 翻译
合成蛋白的过程受阻。以这种方式作用的主要是人工(来自:www.xiexiebang.com 写 论 文 网:抗生素抑菌实验实
验报告)合成的抗菌剂喹诺酮类(如氧氟沙星,诺氟沙星)。
5.影响叶酸代谢。抑制细菌叶酸代谢过程中的二氢叶酸合成酶和二氢叶酸还原酶,妨碍叶酸代谢。因为叶酸是合成核酸的前体物质,叶酸缺乏导致核酸合成受阻,从而抑制细菌生长繁殖,主要是磺胺类和甲氧苄啶。
通过观察培养皿上涂抹抗生素后产生的抑菌圈大小,同时结合显微镜的观察,比较丌同抗菌机理的抗生素的抑菌效果。
实验步骤:
1.用蒸馏水洗净培养皿。在培养皿底部的纱布上放一块薄琼脂片。用滴管均匀低价菌落培养液(内含大肠杆菌,化脓链球菌,金黄色葡萄球菌,霉菌等等)。菌落大致形成直径为 20mm 的圆。
2.制做多个基本相当的培养皿。分别滴加 2~3 滴抗生素:
(1)阿莫西林(或盘尼西林)溶液
(2)诺氟沙星溶液
(3)红霉素软膏浸液
(4)盐酸林可霉素注射液
抗生素覆盖区均为直径为 5mm 的圆。
3.其中,第一种方案作用机理是阻碍细菌细胞壁合成,第二种方案是阻碍 DNA 转录和复制,第三和第四种方案都是通过不细菌核糖体或反应底物结合抑制蛋白质合成。
4.将四个培养皿放在恒温箱中,等待结果。
实验现象:四个培养皿均出现大小丌一的抑菌圈,光学显微镜成像显示,抑菌圈是以抗生素为圆心的同心圆,抑菌圈范围内细菌生长明显受到抑制或消失。抑菌圈外的菌落存在细菌生长。
通过尺可以量得,阿莫西林的抑菌效果最佳,抑菌圈直径约为 8mm。而诺氟沙星抑菌圈直径约为 6mm,红霉素和林可霉素抑菌圈直径和诺氟沙星为代表的喹诺酮类抗生素大小基本相同。但是显微镜成像显示抑菌范围内的细菌数目减少量丌如阿莫西林多,也未发现胞体破裂,抗生素大量分布的现象。
实验结论:
结合抗生素的抑菌机理可知,β-内酰胺类和头孢菌素类抗生素抑菌效果最直接最显著,但是敏感测试显示作用菌落范围徆小。而实验中的其他几种抗生素由亍需要迚入到细胞内部通过抑制细胞的分裂不蛋白质的合成,并丌是直接杀死细菌母体,而是控制其分裂繁殖。因此抑菌效果丌显著。但是这类的抗生素作用范围广,特别是配合人体自身免疫系统,能够产生良好的抑菌效果。
第二篇:具有抑菌功能的表面活性剂的调研报告
关于具有杀菌功能的阴离子表面活性剂的合成及
应用研究的调研报告
1.摘要
本文以三聚氯氰、脂肪胺、氨基乙磺酸、2-氨基苯并咪唑为原料,合成了三种具备抑菌性的含三嗪环阴离子型表面活性剂:2-正己氨基-4-(2-磺基乙基)-氨基-6-(苯并咪唑基)-氨基-1,3,5均三嗪(BSC6T),2-正辛氨基-4-(2-磺基乙基)-氨基-6-(苯并咪唑基)-氨基-1,3,5均三嗪(BSC8T)和2-正十二氨基-4-(2-磺基乙基)-氨基-6-(苯并咪唑基)-氨基-1,3,5均三嗪(BSC12T)。
采用表面张力法研究了三种化合物水溶液的表面活性。BSC6T、BSC8T、BSC12T在25℃的水溶液中均具备良好的表面活性,最低表面张力(γcmc)分别为33.1mN/m、29.7mN/m和35.2mN/m,临界胶束浓度(cmc)分别为8.5×10-3mol/L、8.9×10-4mol/L和5.3×10-5mol/L;采用量筒法研究了其乳化性能。BSC6T、BSC8T、BSC12T的乳化稳定时间分别为237s、364s和471s。
2.关键词:抑菌性,阴离子表面活性剂 3.前言
从广义上来讲,杀菌剂(Fungicide)包括杀真菌剂、杀细菌剂、杀病毒剂以及杀线虫剂,通常所说的杀菌剂,往往以杀真菌剂为主。杀菌剂广泛应用于农业、工业、医疗卫生、日常生活等诸多领域,需求量巨大。
我国是一个农业大国,农药作为一种极为普遍使用但是不可或缺的农业生产资料,在防治有害生物,保障农业生产安全等方面发挥着极为重要的作用。植物的病害由于不能轻易察觉,因此会造成巨大的危害,而植物病害的主要病因是致病菌,多数由真菌引起。全世界单是由病原真菌引起的植物病害就达上万种,造成的损失占总损失的10%-30%。如果将病毒、线虫引起的植物病害也算在内,损失就更加巨大。我国幅员辽阔,农业发达,作物病害种类也是多种多样,造成粮食严重损失的例子更是不胜枚举,防治植物病害是农作物增产的重大措施之一。近年杀菌剂用量呈逐年递增趋势,在农药中的比重也逐渐加大。随着我国农业种植结构调整,水果、蔬菜种植面积逐年增加,病害的发生更加普遍,国内杀菌剂市场对杀菌剂的需求仍在扩大,其销售额也会继续增加。我国杀菌剂近年发展迅速,在申报登记的产品总数逐年上升:截止2012年8月,杀菌剂共登记344个有效成分,6137个产品,其中原药582个,制剂5555个。登记的使用范围涉及85种作物,302种防治对象。
工业中,杀菌剂是用以杀灭和(或)抑制微生物生长的制剂。许多工业原料和产品,尤其是那些有机物质或含有有机成分的原材料或成品,本身就是微生物很容易利用的营养源(如食品、化妆品、纸张、皮革、纺织品、饲料、涂料以及某些塑料等),一旦环境条件适宜,微生物就会迅速生长和繁殖,破坏材料的物质结构使其劣化变质,造成巨大的经济损失。一些昂贵产品如电子设备、高端仪器等,虽不能直接被微生物利用,但是某些微生物如霉腐微生物,在养分极为匮乏的条件下仍可以繁殖生长,其分泌物或代谢产物对产品造成的腐蚀和破坏,即使是局部范围,也会对高端设备造成严重影响。
对于某一种杀菌剂来说,其归属并不是唯一的,有些杀菌剂既可以用在农业中,又可以用在工业、医疗卫生中,反之亦然;有些杀菌剂开始应用于一个领域,随后也可能拓展到其它领域。
(1)杀菌剂的研究现状
杀菌剂的发展迄今为止已有200多年的历史,它是由无机物向有机化合物发展的历史。最早使用的杀菌剂是一些无机化合物,如石灰、硫磺及其混合物,这类杀菌剂以天然矿物为原料加工而成,用于防治果树的白粉病;后来,无机汞及无机铜也开始作为杀菌剂使用,最为人们所熟知的就是波尔多液,是由硫酸铜和石灰混合制成,甚至至今仍在使用。但是因其不便运输,又不能贮藏,往往现配现用,难以保证获得组成相同的产品,造成防效上的差异。
1931-1966年是保护性有机杀菌剂大量使用的时期。其中,1931年发现的福美类(二硫代氨基甲酸衍生物)开辟了有机杀菌剂的新纪元。
福美双
1942年出现了四氯苯醌,1943年出现代森类(乙撑二硫代氯基甲酸类衍生物),都是广谱、稳定、价格低廉的保护性有机杀菌剂,在相当长的时间内位于杀菌剂领域的主导地位,至今仍是需求量最大的有机杀菌剂之一。
代森铵(代森类)
四氯苯醌
1952年后,酰酞亚胺类(克菌丹、敌菌丹)、8-羟基喹啉铜以及某些抗生素,如链霉素,放线菌酮等相继问世。
克菌丹
这些保护性杀菌剂的最大缺点:没有内吸性(即不能被植物吸收至体内,只是在植物表面进行保护作用),因此会出现保护不彻底、不全面的情况,因为天气等自然环境的影响,投施频率较大,导致需要量巨大。保护式杀菌剂,相对内吸式也称作非内吸式杀菌剂。1966年,人们发现萎锈灵的内吸杀菌活性后,有机内吸式杀菌剂以其用量少、毒性低、抗菌谱大、结构多样性等优点得到了迅速的发展,其中品种最多的是三唑类杀菌剂。至1990年,内吸式杀菌剂已经占据很大的市场份额,约占整个杀菌剂市场的60%以上。
萎锈灵
再后来,杀菌剂的发展迅速,种类增多,结构也越来越复杂。从酚类、取代苯衍生物、嘧啶类、有机磷杀菌剂,到酰胺类,Strobilurin类,新三唑类等等。如今,杀菌剂的使用仍以内吸式为主。
嘧啶类杀菌剂通式
肟醚菌胺(Strobilurin类)
在内吸式杀菌剂中,有一类杀菌剂-苯并咪唑类杀菌剂近年来发展迅速,应用领域广,受到人们的广泛关注。
多菌灵
苯菌灵
(2)苯并咪唑杀菌剂
苯并咪唑类杂环化合物及其衍生物具有杀菌、消炎、抗氧化、抗癌、抗寄生虫等活性,广泛应用于食品的防腐和防虫、动植物病毒的防治、人体疾病如肿瘤的防治等,因此苯并咪唑类化合物的合成具有极大的应用价值。在农业方面,对真菌、细菌、病毒、螨类等具有强的杀菌、抑菌作用,对无性植物有促进子叶和根代谢的作用,此外,也可以作为种子消毒剂;在工业方面,可以作为贵金属缓蚀剂、工业杀菌剂等;在医药方面,由于苯并咪唑所含的咪唑环具有抗菌、抗炎、抗寄生、抗癌、镇静、利尿等药物活性,对协调生理平衡具有重要意义,此外,还具有改善心血管活性、降血压的功效,也可作为动物中毒的解毒剂。由于多菌灵的应用较早,所以,通常也会习惯将苯并咪唑类杀菌剂称为多菌灵类杀菌剂。
在杀菌、抑菌方面,苯并咪唑类杀菌剂越来越为人们所青睐。由于菌体细胞要维持其正常的生命代谢,所以必须进行多种生理作用,总体上可分为能量代谢与物质代谢作用。因此,杀菌剂也可大体分为能量合成抑制剂和生物合成抑制剂。能量合成抑制剂的原理是通过抑制细胞的生物呼吸过程中的某一任意环节,表现出的杀菌效果。生物合成抑制剂是干预菌体维持生命和繁殖所需要的新细胞物质产生的过程。生物合成抑制剂分多种,分别可通过抑制细胞壁(若存在)、细胞膜的合成,也可能是核酸、蛋白质等合成的抑制剂。苯并咪唑类杀菌剂的作用机制就是通过抑制核酸的合成来抑制细胞分裂。苯并咪唑类杀菌剂一般是碱基类似物,作用时,它们或者作为代谢拮抗物质直接抑制核苷酸生物合成有关的酶,或者通过直接掺入合成核酸分子的原料中,使得细胞合成“掺假的核酸”,进而形成异常的DNA或RNA分子,导致合成核酸功能的破坏。如噻菌灵,会抑制真菌线粒体的呼吸作用和细胞增殖,干扰DNA合成;苯菌灵会干扰真菌菌丝的有丝分裂;多菌灵会干扰菌丝体有丝分裂中纺锤体的形成,从而影响细胞分裂。
苯并咪唑由于其含氮杂环具有活性高、选择性好、毒性低等特点,近十年作为杀菌剂的研究、开发、应用非常活跃,近期更是通过化学结构的变化衍生出种类繁杂的新颖物质,具备功能性良好、高效、用量少、应用范围广、环境友好等优点。此外,它能和几乎所有杀菌剂复配使用,不仅自身成本较低,而且通过复配达到更好的药效,更加降低了使用成本。2008年我国多菌灵年产量已达3万吨以上,还经常出口一些国家如巴西、阿根廷、俄罗斯、韩国等。2009年数据显示,中国的出口量是1.44万吨,2010年后还在逐年增加。这些足可以说明苯并咪唑成熟的产品品质。它也可以用在如造纸、皮革、涂料等工业领域,还常被用作设计工业杀菌剂的母核。此外,有研究表明在苯并咪唑2位取代时.可提高其生理活性,这又为苯并咪唑提供了更加广泛的开发前景。(3)表面活性剂及其杀菌、抑菌性
表面活性剂(surface active agent;surfactant)是一类重要的精细化学品,如今,其应用范围几乎覆盖了精细化工的所有范畴,具有在添加量很小的情况下能够显著降低溶液(通常为水)的表面张力或两相间的界面张力的特性,具备良好的增溶、乳化、润湿、起泡和洗涤等作用,在工业领域中也有着“工业味精”的美誉。表面活性剂通常按照离子类型,可分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂两类,而离子型表面活性剂又可分为阳离子、阴离子、两性离子型表面活性剂。
表面活性剂为人们发现有杀菌性早在1935年。Domagk研究了季铵盐杀菌作用与其化学结构的关系,后来Wetzel进行了临床消毒试验后逐步引起了人们的重视。随着表面活性剂领域的不断发展,其杀菌性也在不断的为人们所利用。我国在1964年研究了一种季铵盐类化合物-苯扎溴铵(新洁尔灭)的杀菌作用,1971年总后药检所进行了进一步研究,并推荐作为消毒剂使用。
苯扎溴铵(新洁尔灭)
目前已知的表面活性剂中,阳离子型表面活性剂的杀菌性应用得最为广泛,特别是分子中带有苄基的季铵盐类阳离子表面活性剂表现出很强的杀菌作用。其他类表面活性剂,如两性离子型表面活性剂,也表现出一定的杀菌性,但是目前应用有限,通常在其他方面如金属缓蚀、个人洗护、食品、制药工业等领域发挥重要作用。而阴离子型及非离子型表面活性剂几乎没有表现出任何的杀菌、抑菌作用。
阳离子型,尤其是季铵盐类表面活性剂是目前应用广泛的一类具备杀菌活性的表面活性剂,通常有单链季铵盐和双链季铵盐两类,它的杀菌机理为:季铵盐离子在水中带正电荷,可以吸附于带负电荷的细菌表面,形成微团,由于菌体细胞的细胞膜为磷脂双分子结构,因此其在生物代谢的过程中,会把表面活性剂的疏水链段“认为”是合成细胞膜结构的原料,因此在疏水链段逐步渗入细胞类脂层的过程中,胞膜通透性随之改变,细胞内容物外渗,导致微生物发生接触死亡。细胞表面的吸附作用同时能使蛋白聚凝,酶和结构蛋白发生变性,抑制微生物的新陈代谢,从而将微生物杀死。可见,季铵盐型表面活性剂的杀菌机理是针对细菌进行吸附,进行接触式杀菌的。
季铵盐类表面活性剂的这种性质,在很多领域如石油开采、循环冷却用水的杀菌处理、钻井液用杀菌剂等领域发挥着举足轻重的作用,甚至在光电磁学、催化以及纳米科学等方面有很多潜在的应用。
但是,对于某些特殊体系,特别是胶体体系,基于其杀菌机理,想要达到对微生物的杀灭作用,此类表面活性剂必须达到一定的添加剂量,使得被保护体系的每个角落都有表面活性剂的存在。这使得表面活性剂对目标物的保护部位缺乏针对性,对其集中发挥杀菌作用的位点缺乏定位,从而导致需要投加较大的剂量。不仅造成没有必要的浪费,长时间使用还会造成抗药性。此外,由于电荷的原因,其应用领域也必将受到一定的限制。(4)本项目的立题依据及意义
基于上述问题,利用苯并咪唑基团,拟合成一种具备抑菌性的阴离子型表面活性剂,并将其利用于天然橡胶胶乳的短期保存中,使得其在胶体中发挥表面活性剂在相界面间的定向吸附作用,针对易发生变质的橡胶粒子进行集中保护,针对性强,达到降低杀菌剂用量的目的。这从根本上区别于阳离子季铵盐型表面活性剂的杀菌机理。阴离子型表面活性剂乳化效果较好,同时使表面活性杀菌剂不仅仅局限于阳离子季铵盐型。
因此,本课题以三聚氯氰、脂肪胺、氨基乙磺酸、2-氨基苯并咪唑为原料,利用三聚氯氰的特殊结构作为骨架,采取三步亲和取代的方式,拟合成三种具备抑菌性的含嗪环阴离子型表面活性剂。三聚氯氰的三嗪环具有较高的稳定性,三个氯原子因受到C=N影响具有较高的反应活性,反应条件易于控制;选取的原料易得,合成路线设计合理;产品状态良好,后处理方法简单。
总之,本项目具有重要的理论及现实意义。
4.具备抑菌性阴离子表面活性剂的合成 在三聚氯氰的结构中,均三嗪环具有很高的稳定性,由于环中氮原子带有一对未成键的孤对电子,碳原子电子云密度较低,极易被供电基团诸如-NH2、-OH、-SH等官能团进攻而发生亲核取代反应,因此可以制备出多种均三嗪环衍生物。本论文利用三聚氯氰的这种特性,利用不同链段长度的脂肪胺,氨基乙磺酸以及2-氨基苯并咪唑,合成了三种具备抑菌性含三嗪环阴离子型表面活性剂。
表1 实验原料与主要试剂
序号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
表2 实验主要设备与仪器
序号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9
(1)实验部分 三用紫外分析仪 低温冷却液循环泵 精密定时电动搅拌器 电热恒温油浴锅 微波催化合成/萃取仪
型号 ZF-7型
生产厂家
太原市顶杰科教仪器 三聚氯氰 正己胺 正辛胺 正十二胺 无水碳酸钠 氨基乙磺酸 2-氨基苯并咪唑 甲苯 无水甲醇
规格
生产厂家
工业品 河北诚信有限责任公司 分析纯 阿拉丁试剂(上海)有限公司 分析纯 阿拉丁试剂(上海)有限公司 分析纯 阿拉丁试剂(上海)有限公司 分析纯 天津市申泰化学试剂有限公司 分析纯 阿拉丁试剂(上海)有限公司 分析纯 阿拉丁试剂(上海)有限公司 分析纯 天津市申泰化学试剂有限公司 分析纯 天津市恒兴化学试剂制造有限公司
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SHZ-CD型 RE-201D型 DZF-6050型 以2-正己氨基-4-(2-磺基乙基)-氨基-6-(苯并咪唑基)-氨基-1,3,5均三嗪(BSC6T)为例: BSC6T的合成可通过三步亲核取代完成。合成路线如图所示。
图1 BSC6T合成路线
(2)实验步骤 1、4,6-二氯-2-正己氨基-1,3,5-均三嗪(C6T)的合成
将18.45g(0.1mol)三聚氯氰溶于150mL甲苯中,移入1000mL四口烧瓶,在不断搅拌条件下维持冰水浴环境20分钟。准确称取12.14g(0.12mol)正己胺溶于250mL甲苯,在恒压状态下缓慢滴入反应体系中,保持平均2~3秒1滴。滴加完毕后,将10.6g(0.1mol)无水碳酸钠固体溶于300mL去离子水中配成溶液,在恒压状态下缓慢滴入反应体系中,平均3~4秒1滴。利用TLC跟踪反应监测终点,展开体系为甲苯:丙酮=1:1(V/V)。反应完毕,滤去体系不溶物,将滤液移入分液漏斗中,静置分层,弃去水层后将甲苯溶液用稀盐酸充分洗涤除去过量的胺,饱和碳酸氢钠溶液充分洗涤至水层pH=7~8,最后用去离子水洗涤至中性。将甲苯溶液用无水硫酸钠干燥静置6~8h后,减压浓缩,结晶得到第一步中间体C6T。
2、2-正己氨基-4-(2-磺基乙基)-氨基-6-氯-1,3,5均三嗪(SC6T)的合成
将29.88g(0.12mol)C6T溶于150mL干燥的丙酮中,移入1000mL四口烧瓶,在40~45℃恒温水浴加热并不断搅拌的条件下,恒压滴入12.52g(0.1mol)氨基乙磺酸的水溶液(加入少许碳酸钠助溶,溶液pH=7~8),平均2秒1滴。滴加完毕后,将无水碳酸钠10.6g(0.1mol)溶于300mL去离子水中配成溶液,在恒压状态下缓慢滴入反应体系中,平均3~4秒1滴。利用TLC跟踪反应监测终点,展开体系为丙酮:甲苯:水=6:1.5:0.5(V/V/V)。反应完毕,将反应液冷却后,在不断搅拌下缓慢加入稀盐酸至上清液pH=2-3,不断搅拌20分钟,减压抽滤后弃去滤液,将滤饼在温度45℃情况下反复用去离子水洗涤,再用丙酮充分洗涤,干燥后得第二步中间体SC6T。
3.、2-正己氨基-4-(2-磺基乙基)-氨基-6-(苯并咪唑基)-氨基-1,3,5均三嗪(BSC6T)的合成
将SC6T33.75g(0.1mol)与8g(0.2mol)氢氧化钠混合溶于250mL水,移入微波反应器中,不断向反应器中通入氩气并升温至90℃保持20分钟。将11.22g(0.1mol)三乙烯二胺溶于150mL去离子水恒压状态滴入微波反应器中。20min后将15.98g(0.12mol)2-氨基苯并咪唑溶于水,恒压状态滴入微波反应器中,平均1秒1滴。利用TLC跟踪反应监测终点,展开体系为甲醇:甲苯=3:2(V/V)。反应完毕,向反应体系中滴加稀盐酸至pH=7-8,随后减压浓缩,再将混合物静置冷藏,随后趁冷在不断搅拌下用稀盐酸将pH调至2-3,减压抽滤,将滤饼烘干,用丙酮在45℃情况下充分洗涤得终产物BSC6T。在使用时,应用摩尔比1:1的氢氧化钠将产品中和成钠盐形式方可使用。
利用同样的方法,以正辛胺,正十二胺为原料合成不同疏水链段长度的产品,分别标记为BSC8T、BSC12T,对应第一、第二中间体分别标记为C8T、SC8T和C12T、SC12T。(3)产品的表面活性
BSC6T、BSC8T、BSC12T的γ-lgc曲线如图2所示:
cmc为表面活性剂在溶液中形成胶束时所需的最低浓度。如图显示,随着溶液浓度不断减小,表面张力在开始时维持一定值,当稀释至某一浓度时,溶液的表面张力突然增大,曲线出现转折点,而后随着稀释的不断进行,表面张力不断增大,直至没有显著变化为止。曲线转折点前后两直线交叉点对应浓度为产品在25℃下的cmc值,此处对应的表面张力为最低表面张力γcmc。结果如表3所示:
表3 产品的cmc与γcmc数据
cmc(mol/L)
8.5×10-3 8.9×10-4 5.3×10-5
γcmc(mN/m)
33.1 29.7 35.2
BSC6T
BSC8T
BSC12T 结果表明,产品在25℃的水溶液中均具备良好的表面活性,cmc较低。不同产品比较,cmc随着疏水链段的增长表现出减小的趋势,这是因为,疏水链段是驱使离子型表面活性剂在水中形成胶束的因素,随着疏水链段中碳原子数增加,憎水效应增加,因此在水溶液中更容易发生聚集,因此易于形成胶束,cmc下降。γcmc从理论上没有明显的趋势。(4)产品的乳化性能
从广义上讲,在两种不互溶的液体中,一种液体以微滴形式分散于另一种液体中所形成的多相分散体系,称为乳状液。这种形成乳状液的作用称为乳化作用。
实验得出,BSC6T、BSC8T、BSC12T的乳化稳定时间分别为237s、364s和471s,三种产品中BSC12T的乳化效果最佳,BSC8T次之,BSC6T最差。这是因为,水与液体石蜡充分混合形成的乳状液为“O/W”的分散体系,表面活性剂在其中会发挥在界面间的定向吸附作用,疏水链段吸附于石蜡一相,将两相界面转化为致密的分子态的界面膜,降低界面能,阻止了液滴间的聚集。因此,疏水链段越长,在相界面间的定向吸附能力越强,越容易形成稳定的界面膜,破乳时间越长。因此,随着疏水链段的增长,乳化稳定时间越长。
5.结论
本文以三聚氯氰、脂肪胺(包括正己胺、正辛胺和正十二胺)、氨基乙磺酸、2-氨基苯并咪唑为原料,合成了三种具备抑菌性的含三嗪环阴离子型表面活性剂(分别标记为BSC6T、BSC8T、BSC12T)。对三种产品的表面活性、乳化性能进行了研究。实验得到以下结论:
(1)反应原料易得,条件温和,后处理工艺简单。产率比较理想,合成第一步中间体CT的产率为85%以上,第二步中间体SCT可达90%以上,虽然第三步反应全程使用氩气保护,但是由于在强碱性、高温条件下原料2-氨基苯并咪唑易氧化变质,导致终产品的产率较低,(2)采用吊片法测量了三种产品水溶液在25℃下的表面张力,并计算出cmc。结果表明,BSC6T、BSC8T、BSC12T均具备良好的表面活性,临界胶束浓度(cmc)分别为8.5×10-3mol/L、8.9×10-4mol/L和5.3×10-5mol/L,最低表面张力(γcmc)分别为33.1mN/m、29.7mN/m和35.2mN/m。说明随着疏水链段的增长,产品的cmc减小,而最低表面张力没有表现出明显的规律。
(3)采用量筒法研究了三种产品的乳化性能。BSC6T、BSC8T、BSC12T的乳化稳定时间分别为237s、364s和471s,说明乳化效果顺序为BSC12T>BSC8T>BSC6T。
(4)基于本产品的抑菌机理,在表面活性剂的选择上,可尝试一些改进,比如适当增长疏水链段长度或选择非离子型表面活性剂,如聚氧乙烯醚型表面活性剂作为抑菌基团的载体等。但是,在胶乳后续的凝固过程中,要保证所选择的表面活性剂破乳性能良好,还要从凝固用酸量、凝固时间等因素综合考虑其可行性。
第三篇:六月多重耐药菌与抗生素答案
院感知识培训考试试卷
科别: 姓名: 日期: 成绩:
一、单项选择
1、对收治多重耐药菌感染患者和定植患者的病房(C)
A 随便进行清洁和消毒 B 不用使用专用的物品进行清洁和消毒 C 应当使用专用的物品进行清洁和消毒 D 没必要使用专用的物品进行清洁和消毒
2、完成对多重耐药菌感染患者或者定植患者的诊疗护理操作后,必须做的哪项是错误的?(D)
A 及时脱去手套 B 及时脱去隔离衣 C 及时进行手卫生 D 以上都无必要
3、经临床长期应用证明安全、有效,价格相对较低的抗菌药物在抗菌药物分级管理中属于(A)A 非限制使用抗菌药物 B 限制使用抗菌药物 C 特殊使用抗菌药物 D 以上都不是
4、抗菌药物的选择及其合理使用是控制和治疗院内感染的关键和重要措施,以下哪项说法不正确(D)A 病毒性感染者不用 B 尽量避免皮肤粘膜局部使用抗菌药物 C 联合使用必须有严格指征 D 发热原因不明者应使用抗菌药物
5、下列哪种手术宜预防性应用抗生素(D)A 疝修补术 B 甲状腺腺瘤摘除术 C 乳房纤维腺瘤切除术 D 开放性骨折清创内固定术
二、判断题
1、按照抗菌药物临床使用分级管理要求,将抗菌药物分为非限制使用、限制使用与特殊使用三类。(√)
2、预防应用抗菌药物,术中需要追加的情况见于手术时间长(>3小时)或术中失血量大(>1500mL)。(√)
3、预防应用抗菌药物要求Ⅱ类切口的停药时间为3至7天。(×)
4、术前已存在细菌性感染的手术,属抗菌药治疗性应用,不属预防应用范畴。(√)
5、抗菌药物疗程因感染不同而异,一般宜用至体温正常、症状消退后72~96小时。(√)
四、简答题
外科手术预防用药目的?
答:预防手术后切口感染,以及清洁-污染或污染手术后手术部位感染及术后可能发生的全身性感染。
第四篇:放线菌是抗生素的主要生产菌
放线菌是抗生素的主要生产菌,到目前为止,在已知的人畜用抗生素中,约有三分之二以上是由放线菌产生的。放线菌与光合细菌配合使用效果极佳,可从光合细菌中获得基质,产生抗生素及酶,直接抑制和杀灭病原微生物,并能提前获得有害微生物增殖所需的基质,促进有益微生物繁殖,调节水体中微生物的平衡;放线菌对有机物有着较强的降解能力,对木质素、纤维素、甲壳素等物质也能起到较好的降解作用;放线菌能产生生物凝絮剂,这种凝絮剂通过桥联、电性中和、化学反应、卷扫、网捕、吸附等作用,使养殖池中一些难以降解的有机物胶体脱稳、固液分离、絮凝沉淀,既可以去除水体和水底中的悬浮物质,亦可以有效地改善水底污染物的沉降性能、防止污泥解絮,起到改良水质和底质的作用。对一株抗多种水产病原菌的海洋放线菌进行细胞壁化学组分和16S rDNA序列分析,初步鉴定为弗氏链霉菌(Streptomyces fradiae)。通过正交试验确定其最佳发酵培养基为:葡萄糖1.5%、牛肉膏2%、海盐1.5%、MgSO4·7H2O0.05%、K2HPO40.05%、CaCO30.1%。最佳发酵条件为:温度33℃、初始pH6.0、接种量10%、种子液菌龄48h。生物活性检测显示原始发酵液的生物效价相当于硫酸卡那霉素为550.81μg/mL,对嗜水气单胞菌的MIC值和MBC值分别为13.67μg/mL和27.35μg/mL。对由嗜水气单胞菌引起的鱼病的最佳治疗剂量为3050μg/(kg·d),且无急性毒性。通过稳定性试验,发酵液中的抗菌活性成分对热、pH、光和贮藏时间都很稳定。
利用味精生产过程中的废液生产饲料酵母的方法
一种利用味精尾液生产饲料酵母发酵粉的方法,其工艺流程如下:(1)制备酵母培养基 培养基配料及组分含量为:玉米浸泡水45%-55%、玉米皮酶解液25%-35%、离交母液15%-25%、糖渣1%-2%,上述配料在配料罐内充分混合后,间接蒸汽加热至80℃维持20-30分钟进行灭均处理;(2)酵母发酵培养Ⅰ、斜面菌种摇床培养,技术条件为:摇床频率100-130次/分、温度30-34℃、时间12-24小时,培养基含糖4-5%、pH4-5;Ⅱ、接种后在种子罐内进行三级培养,技术条件为:糖含量3-5%、接种菌8-12%、种子罐充满系数45-55%、培养基pH4-5、培养时间12-18小时,其中一级种子罐0.1m↑[3],二极种子罐0.8m↑[3],三级种子罐8m↑[3];(3)主发酵培养将步骤(1)制备的培养基和步骤(2)培养的酵母菌在发酵罐内进行培养,技术条件为:糖含量1-3%、pH4.3-4.5、温度30-34℃、时间11-13小时;(4)发酵醪贮将步骤(3)的发酵培养液贮存在成熟醪罐内;(5)浓缩蒸发采用四效板式蒸发器对步骤(4)中成熟醪罐内的发酵培养液进行全液蒸发浓缩;(6)喷雾干燥采用高速离心喷雾干燥塔将浓缩蒸发后的发酵培养液制成饲料酵母发酵粉,喷雾干燥后保持酵母产品含水量6-8%。
北海群林生物的枯草芽孢杆菌确实不错,我们公司也用他们,我们是用来发酵污泥的,跟糖泥差不多,因此用来发酵糖泥应该没有问题。温度只要有25度以上的话,正常六天发酵成功是没有问题的,现在是冬天,最好在室内发酵,温度太低的话,估计时间可能会长一些。我们目前发酵也要用10天左右,不过我们这 里温度比较低。水份有60%即可。手抓有水,但不滴水为宜,一般出来的糖泥,凉上两天应该就可以发酵了。可以快速解决你们的料场不足的问题。使用也很简单,把芽孢放到水里浸泡两三个小时,然后,喷到糖泥里,搅拌均匀,用东西盖起来。每天注意一下温度。当达到60度时就翻松一下。又盖起来。如此几次。堆温降低,物料疏松,无物料原臭味,稍有氨味,堆内产生白色菌丝。4.霉菌和酵母总数测定
4.1 基本要求:霉菌培养应用专用培养箱,培养温度在25~30℃之间对结果影响不大。为尽快得到结果,我们以27℃为培养温度。菌落计数应于培养后的72小时进行第一次观察。这时主要是观察那些密集生长的平皿,以免到第五天之后,菌落生长成片而难以计数。
实验时手脚要快,动作宜轻,培养过程中观察平板时,动作稍重,生长快速的霉菌孢子就会在培养基内扩散,导致二次污染,结果读数异常。特别是翻转平板进行培养,观察时再转过来,特别容易导致孢子飞散。一般以第五天的读数为最终计数。但观察应持续七天。
由于霉菌和酵母菌落较大,光线正常时可以方便地计数。选择那些霉菌数为10~100个之间的平皿计数,而不是象细菌的30~300个。有时10~50个菌落的平皿也是受肯定的。
霉菌和酵母培养时间较长,用于倾注的培养基量应稍多于细菌计数,约为15~20 mL,以保证培养时不至于造成培养基过分干燥。培养箱内温湿度调节不当,会造成霉菌蔓延生长或培养基失水。尤其是当湿度过高时,常导致嗜湿的根霉、木霉、毛霉、链孢霉等的强烈污染。当然,每批实验时空白对照都是要做的。4.2 霉菌和酵母计数培养基
传统霉菌和酵母计数时用酸性培养基来抑制细菌。酸化的马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)是一致公认最好的酸化培养基。用酸,如酒石酸调pH至3.5后用于计数,效果尚令人满意。酸化培养基也有无法避免的缺点,如霉菌菌落的扩展,耐酸细菌的生长,蛋白质出现沉淀,以及抑制了不耐酸霉菌和酵母的生长等。最后还有一点,生长在酸化培养基上的霉菌和酵母形态异常,不利于分类鉴定。
目前普遍使用抗生素培养基,上述缺点明显改善。此方法经济有效,培养基易制备,不会破坏正常的菌落形态。常用的抗生素类药物有氯霉素(50~100 mg/kg)、土霉素(100 mg/kg)、硫酸庆大霉素(50 mg/kg)、链霉素(3 g/kg)、盐酸金霉素(20 mg/kg)等。两种抗生素合并使用效果更好。硫酸庆大霉素和氯霉素耐高压,可以预先添加在培养基中一起灭菌,而其他的抗生素一般在培养基温度降至50℃以下后添加。注意,抗生素效用在碱性条件下(pH>8.0)降低。
孟加拉红(Rose of Bengal)常被用于制备霉菌和酵母的计数琼脂。主要作用是限制霉菌菌落的蔓延生长,而不是象某些书本所描述的那样,用于抑制细菌。孟加拉红也被称为虎红,化学名是四碘四氯荧光素钠盐或钾盐。添加孟加拉红的培养基上生长的霉菌菌落较为致密,而且生长的菌落背面显出较浓的红色,有助于计数。唯一的缺点是孟加拉红溶液对光敏感,易分解成一种黄色的有细胞毒作用的物质。平时应将孟加拉红溶液用不透光的容器或袋子包好,贮存在冰箱中。已变黄的溶液和琼脂应弃去。著名的应用孟加拉红的培养基是马丁琼脂(Matin's Media,亦称虎红琼脂、孟加拉红琼脂)。孟加拉红可添加在PDA中。邻氯对硝基苯胺(2 mg/kg)有类似孟加拉红的作用。国外学者也常用孟加拉红琼脂,其中添加孟加拉红25 mg/kg,另外附加邻氯对硝基苯胺2 mg/kg,氯霉素50 mg/kg,金霉素50 mg/kg。美国FDA尚未认可孟加拉红琼脂,它的标准仍以PDA的 酸化法和抗生素法为基本。国家标准规定,霉菌和酵母数检验时使用的培养基为孟加拉红琼脂和马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)。原标准只要求做粮食霉菌总数时,使用高盐察氏琼脂。高盐察氏琼脂使用时也有抑制力过强的缺点,而毛霉和根霉等却仍然生长旺盛。一般使用CAO时,应同时使用孟加拉红琼脂,以反映食品真菌的菌相全貌。现在高盐察氏琼脂已废止。不过,标准中忘记删除流程图中的CAO。察氏琼脂(Czapek)和PDA通常只用于分类鉴定。
当酵母为优势菌群时,使用MEGA计数。配方:麦芽浸膏20克,蛋白胨1克,葡萄糖20克,琼脂20克,蒸馏水1升,调pH 5.4,121℃15 min,添加50 mg/kg氯霉素和金霉素以抑制细菌。如买不到麦芽浸膏,可以向啤酒厂购买麦芽汁(未添加啤酒花,without hops)代替。上述培养基均有干粉出售。使用时十分方便,但各品牌的质量不一。4.3 霉菌和酵母计数方法
稀释平板法最常用于食品样品的检验。国家标准种样品处理等方法与细菌的菌落总数计数方法大致相同。事实上,可以在进行菌落总数计数的同时,进行霉菌和酵母总数的检验。两者之间的差异为培养基和培养温度的不同。有人认为,霉菌和酵母计数用表面涂布平板法能提高检出率,因为霉菌有气生菌丝,好氧性强,酵母耐热性差,不耐融化琼脂的热力。而且可用不透明的培养基。检验方法同细菌检验常规,不再赘述。但因使用样品量较少,对含菌量少的样品,此法可能不够准确。
对于国家标准中规定的霉菌直接计数方法,引用了著名的霍华德(Howard)霉菌计数法,适用于检验番茄及其加工制品,但是需要专门的技术培训和相应设备。5.霉菌和酵母分类鉴定
霉菌中的多数种类不会产生有害的霉菌毒素,危害较小,而少数菌株即使污染数量不多,产生的霉菌毒素却有极大的危害,因此单纯的霉菌和酵母计数并不能反映食品的安全性,只有知道了食品的污染菌菌相,才能更准确地判断。分类鉴定的意义就在于此。但是,霉菌和酵母的分类鉴定十分繁琐。
5.1 分离和纯化:常用方法有直接点种法、划线法、稀释平板法。稀释平板法同常规检验,除了培养基用具选择性的外,还要求每皿中长出的霉菌菌落在十个左右,太多则影响分离效果。另外,如采用倾注法,长在琼脂深处的霉菌发育不良,无法观察其菌落特征。可改用表面涂布法。此方法手续繁琐,但所得种类较多。直接点种法将食物小颗粒直接种于分离培养基上,25℃培养2~3天后,用接种针挑取孢子或菌丝,转接于适当的琼脂斜面上待鉴定。此方法分纯效果略逊。划线法是用无菌水洗涤样品,用接种环沾取液体在分离培养基上划线分离。此法最简便,但可能遗落部分菌株。
5.2 真菌分类系统:全世界已知真菌有上千属,十万种。四十年多来,真菌的研究飞速发展,尽管在真菌超微结构、生理生化、医学真菌学、药用真菌学、真菌毒素、食用真菌人工培养开发等方面已经获得了很多进展,但是,真菌学仍然是微生物学的薄弱环节,还有待进一步深入研究。目前,在系统学方面,受到公认的分类体系不多。5.3 酵母分类鉴定:酵母在真菌分类系统中分别隶属于子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。为方便起见,国际上仍沿用酵母(Yeast)这个非分类学名词。酵母分类以荷兰Lodder J.主编《The Yeast-A Taxonomic Study》(罗德,酵母—分类研究)1970年再版本为比较完整的系统。鉴定一株酵母,要花费极大的人力物力。因其形态和生理方面的试验项目繁多,一般微生物实验室难以开展。分离酵母时,现在一般不用低pH培养,而以抗生素抑制细菌。嗜干酵母常规方法很难检出,因其要求低水活度,可以用浓缩果汁为培养基,或添加30%葡萄糖,稀释样品时也用30%葡萄糖溶液。浓缩果汁中此类菌数量不得超过1/50 mL。在检查分离抗防腐剂的酵母时,培养基添加0.5%醋酸能促进抗保鲜剂酵母的生长并抑制其他酵母。
鉴定时,先根据细胞形态特征进行属以上的判断,如是否有性繁殖,子囊孢子、掷孢子、冬孢子和担孢子数量、形态,无性生殖是出芽还是裂殖,有无假菌丝等等。种的确定主要以生理特性,尤其是糖类发酵或同化为依据,还要包括无维生素生长、酯酶活性、色素形成、同化硝酸盐、酯类产生情况、对放线菌酮抗性、低水活度生长等等生理特点,常常需要数周后才有鉴定结果。
使用API 20C或Biolog全自动细菌分类系统等可以大大加快检索鉴定速度。目前,上述设备及类似设备研制较多,但普及有一定难度,主要原因是其价格居高不下。这种全自动或半自动检索代表了今后微生物分类研究的发展方向。目前鉴定一株酵母需花费约5美元。5.4 霉菌分类鉴定
5.4.1 霉菌分类培养基:丝状真菌没有完整的分类系统,常用Smith系统。霉菌培养时常因不同的培养基而在生理和形态方面表现出极大的差异,故描述菌种时应注明鉴定培养基。最为常用的是察氏琼脂和马铃薯葡萄糖琼脂,通常对青霉、曲霉菌种用察氏琼脂培养,其他霉菌则应选用PDA。对于镰刀菌属的菌种,必要时要选用六种以上的不同培养基来分别显示它的不同培养特征。对有特殊要求的霉菌,培养时也应满足其条件,低水活度食品如果酱、粮食中的嗜干霉菌,应使用大量添加蔗糖或食盐的高渗培养基。
5.4.2 培养时间:直接采用霉菌和酵母计数后的平板进行霉菌分类鉴定是可行的。但在培养5~7天时,菌种的形态特征不明显,不容易观察。通常于培养7~14天时鉴定。
5.4.3 染色液:制片时染色液是必需的。常用两种:乳酸品红液(百万分之一酸性品红乳酸溶液),染色速度快,尤其是幼龄组织上色快。胞壁组织清晰,适于显微摄影。1896年 Amann 氏发明的乳酸苯酚棉蓝染色液(10克石炭酸溶于10 mL热蒸馏水,再加入甘油20 mL、乳酸10 mL、棉蓝cotton blue 0.22克即成),折光率好,背景微蓝,细胞不变形,杀菌防腐防腐,且不易干燥,保持时间较长。5.4.4霉菌鉴定程序:霉菌分类的困难关键在于培养特征的观察和描述。使用检索表时一定要对每一分类特征判断清楚,以免因一次错误而误入歧途。经常进行霉菌分类鉴定的单位或部门需要专人负责这项工作,临时人员是无法胜任的。鉴定时先肉眼观察平板上生长的单个菌落,注意菌落颜色、质地等。然后用显微镜由低倍镜、高倍镜至油镜观察,注意菌丝形态、孢子梗、分生孢子和有性器官颜色、形态等。这是鉴定时一定要仔细观察的指标。
以曲霉鉴定为例。先进行察氏琼脂观察。曲霉在察氏琼脂上颜色和形态分化较好。根据菌落有无绿色调产生分成两大类。有时需要放几天才出现绿色,有的则在几周后褪去绿色。通常于培养7~14天时观察。分生孢子头幼龄与老龄时形态差别很大。可将生长待测菌株的平板或试管斜面直接置低倍显微镜下,先寻找分生孢子头,然后分别观察其初生与老龄的孢子头形态及孢子排列方式。分生孢子梗有光滑、粗糙、凸起、小刺等,有的极长。注意区别顶囊下面的缢缩和折痕。观察分生小梗列数时必须用油镜。用接种针挑取菌丝及孢子头,用染色液制片。同时,注意分生孢子形态,常见有球形、椭圆形、棒形、菱形等,还要注意表面是否光滑、刺、疣突等。有时,也要注意如壳细胞、闭囊壳、菌核有无及形态等。
逐一判断上述项目,按检索表可查出曲霉种属。有时,一种菌能形成两种孢子,如单互隔霉属、根串珠菌属、镰刀菌属、发藓菌属、毛葡菌属。应认真观察。6.真菌实验室注意事项
考虑到霉菌孢子容易飞散而造成污染,霉菌和酵母检验应在单独的实验室中进行。尽量保持实验室安静,减少空气流动。由于霉菌实验室不能使用布或类似的纤维材料的窗帘,故应提醒操作人员不能在直射阳光下配制、分装稀释液、倾注平板以及取样,最好能安排流水作业,以使从稀释第一份样品到倾注最后一个平皿所用时间不超过20 min。由于霉菌所固有的蔓延生长特性,保存菌种不应使用棉塞,以免造成菌种交叉污染。耐高压的塑料套式试管帽可以选用。
每次实验前,对有可能导致霉菌污染的材料,应认真全面消毒。做完实验后,尤其是大量培养后,除在第一时间将霉菌培养物灭菌外,还要对培养箱、接种箱、实验室进行消毒。霉菌孢子对紫外线抵抗力较强,所以通常以甲醛熏蒸,严重污染时可用10%甲醛喷雾。有文献推荐使用1%五氯酚钠喷布,可维持十五天药效。另外,对所使用的菌株致病性或产毒能力应有充分的了解,并作好相应的防护工作。
第五篇:抗生素菌渣的处置利用现状要点
抗生素菌渣的处置利用现状
摘要:抗生素发酵废菌渣中,由于有残留的培养基和少量的抗生素及其降解物,对生态环境存在着潜在的危害性,已被国际社会视为抗生素生产的主要公害之一。抗生素菌渣含有一定量的抗生素残留而被国家有关部门列为危险废弃物,不合理的处理方法极易造成环境污染和生态危害,同时也会造成资源浪费。通过对目前抗生素菌渣处理利用技术及各国对此采取的方式的调查,做出了抗生素菌渣处理利用的展望。
关键词:抗生素菌渣;微生物技术;焚烧技术;堆肥技术;饲料化技术;厌氧消化技术;填埋技术
1引言
抗生素生产过程中产生的固体废弃物为菌渣,其主要成分是抗生素产生菌的菌丝体、未利用完的培养基、发酵过程中产生的代谢产物、培养基的降解物以及少量的抗生素等。抗生素发酵废菌渣中,由于有残留的培养基和少量的抗生素及其降解物,对生态环境存在着潜在的危害性,已被国际社会视为抗生素生产的主要公害之一,这也是世界上一些发达国家抗生素原料药生产纷纷下马,而将其转入第三世界国家生产的主要原因。同时由于菌渣有机质含量较高,可引起二次发酵,颜色变黑,产生恶臭味,严重影响环境,因而长期以来,人们一直在积极寻求一种经济、高效且处理量大的治污方法。目前,国内有数家单位开展了抗生素菌渣用作高蛋白饲料及有机肥料的研究,均获得了较为满意的效果。但是,菌渣中残留的少量抗生素及其降解产物会在动物体内富集,进而可影响到人类本身产生耐药性,因而使菌渣用作动物饲料的可能性遭到质疑。2002年2月,农业部、卫生部、国家药品监督管理局第176号公告,把抗生素菌渣列为禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录中。
1.1污染现状
一般发酵液固体含量大约20%,100m3 发酵液大约形成30~40 m3菌渣,由于发酵过程的连续性,每天都有放罐的批次,产生大量的菌渣。据有关资料统计,一个中等规模的抗菌素工厂,年产的菌渣大约6万吨左右,我国年排放量约为100万吨以上。抗生素菌渣含有一定量的抗生素残留而被国家有关部门列为危险废弃物,不合理的处理方法极易造成环境污染和生态危害,同时也会造成资源浪费。其中,抗生素菌渣对环境的污染主要体现在残留抗生素对环境的影响。
1.2抗生素菌渣的来源和组成
抗生素是微生物次级代谢的产物,工业上通过对特定微生物进行调控发酵,使其在后期发酵过程中形成特定的抗生素等代谢物。这些代谢物或是存在于发酵培养的液体或半固体培养基中,或是存在于微生物菌体中。通过对发酵液进行离心或过滤等操作,使固液分离形成滤液和滤饼。滤液中含有抗生素等代谢产物、盐等可溶性成分。滤饼中包含菌体、未被微生物利用的培养基等成分;菌体中含有抗生素等代谢产物。对于产生胞外抗生素的菌体而言,其液固分离后滤饼即为抗生素废渣;而对于产生胞内抗生素的滤饼,经过溶媒浸泡提取后再液固分离的滤饼即为抗生素菌渣。因此,分析抗生素菌渣的主要组成,其包括未被完全提取的微量抗生素及其他代谢产物;未被抗生素产生菌完全利用的各种不溶性成分,如淀粉和黄豆粉等复合碳氮源、不溶性盐等;以及抗生素产生菌菌体。
1.3抗生素菌渣特点
抗生素菌渣的含水率在79% ~ 92%,抗生素菌渣干基中的粗蛋白含量为30% ~ 40%、粗脂肪含量为10% ~ 20%,还有部分代谢中间产物、有机溶媒、钙、镁、微量元素和少量残留的抗生素,例如青霉素菌渣中含0.2% ~ 0.4% 的青霉素,土霉素菌渣中含0.25% ~ 0.60% 的土霉素;四环素菌渣中含0.3% ~0.5% 的四环素;洁霉素菌渣中含0.3% ~ 0.4% 的洁霉素。
2目前抗生素菌渣的利用现状
从 50 年代以来,抗生素菌渣便被用来作为饲料添加剂制成高蛋白饲料,我国也从 1980 年开始致力于这方面的研究[1]。研究发现,将抗生素菌丝加入饲料具有正反两方面的作用,一方面,如此促进家禽牲畜生长,提高生产率,且由于其残留的药物成分能对某些疾病起预防作用,适量的添加,可降低饲料使用的成本以及畜禽的患病死亡率。但另一方面,菌丝残渣中残留的少量抗生素及抗生素菌体的降解物会在动物体内富集,人类食用后便最终会在人体内富集,从而使人体产生抗药性,发病期间,必须大剂量使用才能缓解病情,严重危害人体健康。同时,菌丝残渣的干燥大都是通过在太阳下暴晒,也严重污染周围环境。因此,不少学者对用菌丝体作为饲料添加剂持有疑义。2002 年,农业部、卫生部、国家药品监督管理局发出公告《禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录》,将抗生素菌渣列入其中。根据 2012 年 3 月环保部公布的《制药工业污染防治技术政策》要求,大量菌丝废渣将被列为危险废物,必须焚烧或者安全填埋,但有企业表示,若达到这项要求,对于企业无论在技术上还是经济成本上都有一定的难度,在现有的条件下恐怕是处理成本要超过生产成本[2]。
目前,国内很多专家对菌丝残渣的资源化做了很多尝试,大部分都集中在如何从废菌丝中提取有用物质,如北京化工大学谭天伟[3]教授将青霉素发酵菌丝体破碎、皂化、萃取,然后将萃取液浓缩、结晶得到麦角固醇的研究。汪青[4]研究从头孢噻肟钠、头孢三嗪生产废渣中回收 2-硫醇基苯并噻唑合成二硫化二苯并噻唑,二硫化二苯并噻唑的收率达 23.8%,产品质量达到HGB 2-158-61 标准,但从菌丝残渣中提取部分有用物质后的废渣也同样面临处理难的困境。同济大学生命科学院的成建华[5]研究抗生素菌渣的发酵降解工艺,经过微生物发酵降解,菌渣中的大分子有机物均降解为小分子营养物,提高了肥料的生物利用度,使干菌渣成为高品质的生物有机肥。
不少制药厂采用焚烧法处理抗生素菌渣,这种方法能够大批量的处理菌渣,能将菌渣的体积降低 95%,且消除菌渣中的药物残留。但这种方法存在不少的缺点,如处理含水量如此大的菌渣具有一定的难度,还需外加燃料,另外焚烧法容易产生二次污染,这是因为抗生素菌渣中含有蛋白质等物质,在焚烧的过程中会产生含有氯的烟气、SO2、甚至是二恶英(Dioxins),有刺鼻的异味。
我国的制药工业发展迅速,每年产生几百万吨的抗生素菌体废渣,而目前又没有一个安全有效的处理方式,因此寻找一个高效、环保、处理量大的处理方法迫在眉睫。
2.1微生物技术法
所谓微生物技术法,即是从特定环境中筛选出或是通过分子手段改造出能够降解特定抗生素的微生物的方法。从细菌耐药性的机制中我们得知,细菌产生耐药性的原因一部分是由于细菌产生了能够降解或修饰特定抗生素的酶,从而使得相应抗生素失活。例如,水解β-内酰胺键的β-内酰胺酶,钝化氨基糖苷类抗生素的酰基转移酶、腺苷转移酶和磷酸转移酶,水解大环内脂类抗生素酯键的酯酶等。马玉龙、张作义[6]等从长期堆放泰乐菌素药渣附近土壤中筛选到可降解药渣中残留泰乐菌素的菌株,经过16S rRNA鉴定为无丙二酸柠檬酸杆菌(Citrobacter amalonaticus)。他们通过筛选得到的株组成具有良好降解效果的复合菌株,通过实验发现,在30~35℃,pH为7,转速为120r/m的条件下,发酵120h后微生物法未检出残留泰乐菌素的存在。同时,马玉龙等利用经上述法处理后的泰乐菌素菌渣生产复合酶制剂。结果表明,在含水量为50%~60%、干物质中麸皮含量不低于40%的泰乐菌素菌渣培养基中,接入5%~10%黑曲霉,在温度30℃、湿度60%~65%、培养基厚度10~14cm条件下,好氧发酵60~72h,可得到富含纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、果胶酶和酸性蛋白酶的复合酶制剂。通过对肉鸡饲喂实验表明,经过特定微生物降解法和黑曲霉好氧发酵法相结合处理泰乐菌素菌渣得到的复合酶制剂,饲喂肉鸡效果要优于对照组,其中添加复合酶制剂的饲料中干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维和粗灰分的表现消化率显著提(P<0.05),粪中大肠杆菌数和空肠内容物黏度显著降低(P<0.05),同时,在肉鸡腹肌、肝脏、肾脏中均未检测出残留的泰乐菌素。
2.2焚烧技术
焚烧技术是一种高温热处理技术,废物在800 ~1 200 ℃的焚烧炉内进行氧化燃烧,被氧化或热解为小分子有机物或CO2,是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理处置技术[7]。美国、欧盟等国家对于制药行业产生的固体废物多采用焚烧方法进行处置。我国华药集团、石药集团等大型制药企业也建设了抗生素菌渣焚烧处理装置。焚烧能在短时间大规模减少抗生素菌渣的总量,菌渣的体积可降至原来体积的5% 以下,同时消除其中许多有害物质,并回收热量。该方法的缺点是抗生素菌渣的含水率高达70% ~ 80%,热值较低,在焚烧过程中需要外加燃料,导致运行能耗和成本较高,如焚烧1 t 菌渣大约需2 000 元。同时,抗生素菌渣焚烧处理必须严格执行GB 18484—2001《危险废物焚烧污染控制标准》,如果焚烧不当,易导致残留抗生素、二恶英等有毒物质的多介质传播,造成二次污染。由于危险废物专用焚烧炉处理能力一般都较小,难以与抗生素菌渣的处理量相匹配。加上该方法处理成本高、尾气治理难度大等原因,目前我国采用焚烧技术处置抗生素菌渣的实例还较少。欧盟针对危险废物焚烧和高温窑炉共处置技术颁布了2000 /76 /EC《关于废物焚烧的指令》,美国2005 年9 月发布了工业锅炉、工业加热炉、盐酸生产炉处置危险废物过程中有害大气污染物的国家排放标准。而目前我国关于危险废物共处置技术的管理体系尚属空白,没有与之相关的法律、法规、标准和规范。可见,抗生素菌渣焚烧和高温窑炉的共处置技术将会是我国今后的发展方向之一。
2.3堆肥技术
堆肥化(Composting)技术通常是指好氧堆肥化技术,其原理是通过微生物(细菌、真菌和放线菌)在高温(50~65 ℃)下发酵,使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料。通过对有机物的堆肥化处理,不仅可以将有机物转化成农作物生长必须的有效态氮、磷、钾化合物,同时又合成新的高分子有机质——腐殖质,它是构成土壤肥力的重要活性物质。堆肥化是有机固体废弃物处理和资源化利用的一种有效手段。现阶段关于传统的有机质,如畜禽粪便、城市生活垃圾、污水处理厂污泥的堆肥化处理报道比较多。但像抗生素菌渣这一类含有抗生素等危险物的有机质,采用堆肥化处理的研究很少。张红娟[8]等尝试将林可霉素菌渣和牛粪联合堆肥研究。结果表明,处理初始林可霉素含量分别为1.35、1.89、3.52mg/g的菌渣,经过41d的堆制,仅菌渣添加比例最大的一组检测到0.0097mg/g(干重)的林可霉素的残留。同时,张红娟还通过种子发芽指数、芽长抑制率和根长抑制率等参数来评判经过堆肥处理的林可霉素菌渣用于肥料的可行性。堆肥结束时,各处理的种子发芽指数在70%~90%,芽长抑制率在-40%~-20%,根长抑制率在10%~30%,表明堆肥已基本无植物毒性。
2.4饲料化技术
抗生素菌渣中优质蛋白质量分数为30% ~40%,10 多种人体常见的氨基酸以及丰富的微量元素[9,10],国内常见的做法是将抗生素菌渣进行无害化处理后生产蛋白饲料,喂养畜禽后长势良好[9,10]。但利用抗生素菌渣生产的饲料及添加剂容易造成抗生素在肉、蛋、奶等畜禽产品中残留,诱发人畜共患病等隐患,美国农场出现的超级细菌就是很好的例证。该领域的研究重点是是关注抗生素残留化学效价的消除情况,而对于其残留效价和代谢产物的生物毒性及潜在的环境风险却没得有效评估。
为此,2002 年农业部、卫生部、国家药品监督管理局等部门联合发布了农业部公告第176 号《禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录》,认为“抗生素菌渣是抗生素类产品生产过程中产生的工业三废,因含有微量抗生素成分,在用作饲料饲养过程中使用后对动物有一定的促生长作用。但对于养殖业的危害很大,一是容易引起抗药性,二是由于未做安全性实验,存在各种安全隐患”,因此将抗生素菌渣列入上述目录中,禁止未进行处理的抗生素菌渣直接制作饲料或饲料添加剂。同年最高人民法院、最高人民检察院发布了法释[2002]26 号《关于办理非法生产、销售、使用禁止在饲料和动物饮用水中使用药品等刑事案件具体应用法律若干问题的解释》,进一步强化了对抗生素菌渣流向饲料市场的管理。2008 年修订的《国家危险废物名录》又明确将抗生素菌渣定为危险废物。因此,抗生素菌渣做饲料的利用方式在我国被彻底禁止。
2.5厌氧消化技术
厌氧消化是指在没有游离氧的条件下,以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的一种无害化处理方式。在厌氧消化过程中,复杂有机化合物降解转化成简单、稳定的物质,同时释放能量,其中,大部分能量以甲烷的形式出现。国内最早有关抗生素菌渣厌氧处理的研究报道出现在1990年。孙效新等对青霉素、链霉素、土霉素、洁霉素和麦迪霉素等菌渣液利用厌氧生物法处理进行了可行性研究。结果表明,青霉素、链霉素、麦迪霉素的菌渣液无论是单独处理还是混合处理都能取得较好效果,COD去除率都在70%以上,产生的沼气中甲烷含量在58%~65%,但利用厌氧生物法处理土霉素菌渣液的效果很差。孙效新等在得出上述结果后并没有给出合理的解释,而何品晶[11]等在利用林可霉素菌渣产沼气的过程中,考虑到厌氧消化易受到有机酸和胺累积的影响,同时含固率和微生物接种比也是影响启动时间和基质产甲烷能力的直接因素,从而研究了一系列的影响厌氧消化的因素,包括含固率、接种比、氨氮和林可霉素等因素。研究结果表明,含固率越低,接种比越高,越有利于甲烷的产生,其中含固率为3%、接种比为3时的工况中,菌渣的挥发性固体(VS)累积产甲烷最高,达到106mL/g。实验中观察到,当氨氮(TAN)浓度高于1000mg/L、挥发性脂肪酸(VFAs)浓度高于2000mg/L时,体系产甲烷能力开始受到抑制,并随着浓度的累积,抑制不断增强。同时,在研究林可霉素单独抑制效应过程中发现,林可霉素浓度在10~30mg/L的范围内,对厌氧消化的抑制程度从16%升至51%,林可霉素的半抑制浓度(EC50)为35mg/L。但是,在整个实验过程中,林可霉素非常稳定,几乎没有得到降解。
现阶段,除了上述利用厌氧消化法处理抗生素菌渣外,很少有相关报道出现,但有关抗生素废水利用厌氧消化技术处理的研究较多。这部分报道中,主要关注总COD和残留抗生素的降解,同时研究抗生素对于厌氧发酵的抑制作用的原理。这些研究也为抗生素菌渣的厌氧发酵处理提供了借鉴意义。
2.6填埋技术
我国已将抗生素菌渣列为危险废物,采用填埋技术进行处置时,必须将抗生素菌渣送入危险废物安全填埋场进行安全填埋。在抗生素菌渣的贮存、运输和安全填埋过程中必须严格执行GB18597—2001《危险废物贮存污染控制标准》和GB18598—2001《危险废物填埋污染控制标准》。安全填埋是将危险废物放置或贮存在土壤中的一种处置方式,其目的是埋藏或改变危险废物的特性,适用于处置不能回收利用有用组分或能量的危险废物。由于抗生素菌渣含水率高、有机质含量高,直接进行安全填埋,存在占地面积大、处置成本高和二次污染问题,而且造成资源浪费。因此,在其填埋之前,应采用物化和生物处理方法尽可能地利用其中的有价值物质和能量。虽然安全填埋技术可有效解决抗生素菌渣带来的生物安全性问题,但受占用大量土地和无限期维护的限制,目前很少有企业采用该技术处置抗生素菌渣。
2.7国内外目前使用的处置技术
在美国,目前已对抗生素菌渣的处置方法进行了研究,例如当菌丝体中混入1%的石灰石时,可用于土壤改良。当然,也可以作为动物饲料添加剂,但由于干燥方式及热稳定运行问题,抗生素残留会很难去除,虽然通过蒸汽喷射方式可以解决上述问题,但这过程中添加的水分最终也要去除,在一定程度上增加了生产成本。
在欧盟,鉴于抗生素所具有的特性,认为对于抗生素菌渣的危险特性判定是有毒有害特性分析,并未划入危险废物的范畴。在英国抗生素菌渣经无害化处理后被用于动物饲料或添加剂。
在印度,灭活的菌丝体被认为是可完全生物降解的并作为制肥原料进行堆肥。通过添加不同的添加剂和其他组分制造的肥料具有丰富的营养、可以调节土壤结构和作为农家肥的作用。
而在我国,对16家抗生素企业的三十二种抗生素菌渣调研结果显示[12],目前最常用的抗生素菌渣处置技术如下:
1、资源化综合利用方式:菌渣干燥后做有机肥、菌渣抗生素灭活堆肥、烘干灭活后作为培养基原料回用、将菌渣掺拌后做成水煤浆;
2、焚烧处理:晾晒后环能热电焚烧、脱水后均匀掺拌焚烧、干燥处理后直接进行焚烧;
3、填埋处理:直接外运,由环卫处进行填埋。大约53%的企业采用有机肥方式处置菌渣,焚烧也占到了19%左右,其他方式较少不成规模。
3展望
采用危险废物焚烧炉焚烧处置抗生素菌渣运行成本太高,其今后的发展方向是抗生素菌渣焚烧和高温窑炉的共处置技术;抗生素菌渣生产饲料目前已被国家禁止,但如果抗生素菌渣经过处理能通过生物安全性评价,则可彻底解决抗生素菌渣处理处置的难题;危险废物填埋技术不适于处置产生量大、含水率和有机质含量高的抗生素菌渣;利用抗生素菌渣制备培养基、吸附剂以及提取有用成分等综合利用技术,由于有用成分的回收利用率低,大量剩余菌渣仍需要进一步处置。相对而言,抗生素菌渣的肥料化技术和能源化技术(厌氧消化和热解气化技术)是解决大宗抗生素菌渣处置问题的最有效途径,但其处理处置过程和再生产品的抗生素残留带来的生物安全性问题也需要进一步评估。因此,针对抗生素菌渣的特点,有必要开发一套系统、公正、科学的生物安全性评估方法和评估标准,评估筛选出合理、可行、安全的抗生素菌渣处理处置技术,为实现抗生素菌渣的无害化、减量化、资源化提供技术保障,这对于促进制药行业的可持续发展具有重要意义[13]。
参考文献
[1]李月海,刘冬玲,谢幼梅.抗生素菌渣的综合利用[J].山东畜牧兽医,2000,06:28-31+39.[2]胡芳.制药业废渣处理亟待突出困境[N].中国医药报,2012-08-13005.[3]张照明,谭天伟.麦角固醇的市场前景[J].精细与专用化学品,2002(22):9-10.[4]汪青.头孢类抗生素生产过程中的废渣处理[J].江苏环境科技,2007,20(4):31-33.[5]成建华,张文莉.抗生素菌渣处理工艺设计[J].医药工程设计,2003,24(2):31-34.[6]马玉龙, 张作义, 刘宁普, 等.废弃药渣中残留泰乐菌素降解茵的筛选[J].环境科学研究, 2010, 23(8): 1076-1080.刘力嘉, 谢丽, 张作义,等.泰乐菌素高效降解茵的筛选及降解特性研究[J].农业环境科学学报, 2011, 30(5): 1027-1030.[7]Tchobanoglous G,Kreith F. 固体废物管理手册[M]. 北京: 化学工业出版社,2006: 332-447.
[8]张红娟, 郭夏丽, 王岩.林可霉素菌渣与牛粪联合堆肥实究进展[J].药学学报, 2006, 41(8): 694-701.[9]张明峰. 抗生素渣的营养价值及饲用效果[J]. 饲料博览,2000,13(3): 40-41.
[10]王乃英. 关于抗生素菌渣的利用[J]. 当代畜牧,1992,10(1):37-43.
[11]徐颂, 吴铎, 吕凡, 等.含固率和接种比对林可霉素菌渣厌氧消化的影响[J].中国环境科学, 2010, 30(3): 362-368.何品晶, 管冬兴, 吴铎, 等.氨氮和林可霉素对有机物厌氧消化的抑制效应[J].化工学报, 2011, 62(5): 1389-1394.[12]抗生素菌渣处置技术及其残留离抗生素去除的预测仿真 牟晋铭 2013.7 [13]抗生素菌渣处置技术进展 李再兴、田宝阔等;环境工程 2014.4第30卷第2期
环境科学与工程学院
《个性化教育》工作报告
课题名称: 抗生素菌渣处置利用现状 专业班级: 环境工程111班 学生姓名: 韩昆 学号 11040109 指导教师: 刘仁平成 绩: