[发明专利]生物气溶胶中四环素抗性基因的微波辐射处理方法

说明书

本发明提供生物气溶胶中四环素抗性基因的微波辐射处理方法，含有四环素抗性基因的大肠杆菌生物气溶胶样品进入微波辐射装置，保持微波辐射装置关闭，上述样品进入空气液体撞击式采样器，然后，开启微波辐射装置，调整微波辐射装置的微波辐射输出功率并对气体样品进行加热，同时对吸波材料的温度进行实时监测与记录，微波辐射后的气体样品进入空气液体撞击式采样器。微波辐射的电磁能量使大肠杆菌细胞形态破损，细胞结构被破坏，胞内DNA释放，暴露于空气中的游离态DNA被迅速降解，其中的抗性基因也迅速被去除，达到较好的处理效果。

技术领域

本发明涉及大气微生物处理技术领域，更具体地说涉及一种生物气溶胶中四环素抗性基因的微波辐射处理方法。

背景技术

大量抗生素以原药形态或代谢产物形态进入环境，所产生的环境压力能加剧抗生素抗性基因(ARGs)的传播和扩散，造成潜在基因污染。ARGs是基因组DNA中的一个片段，当环境中的ARGs位于细胞内一些可移动基因元件上，如质粒、转座子、整合子等，然后可通过转导、接合等作用，在微生物种内、种间等进行传递转移。通过这种基因水平转移(Horizontal gene transfer)，ARGs可以在不同微生物物种间传播扩散。因此，ARGs作为一种新型的基因污染物，具有可复制性，传播性和环境持久性等特点，比传统化学污染物更加难以研究和控制。目前，己有多种ARGs在水、土壤、沉积物、空气等环境介质中被检出，然而国内外对于空气中ARGs的研究相对薄弱。不同于水、土壤环境中ARGs的高浓度特点，空气中ARGs的环境风险主要体现于病原菌等携带ARGs的微生物易被人吸入，可能对人体造成直接的健康危害。

近年来，虽然污水与污泥中四环素抗性基因的处理方法较多，如厌氧消化、生物膜法和氯消毒等，却无法用于处理生物气溶胶中四环素抗性基因。目前生物气溶胶中胞内四环素抗性基因的处理方法尚为空白。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，目前生物气溶胶中胞内四环素抗性基因的处理方法尚为空白，且气载四环素抗性基因传播性和环境持久性，提供了一种生物气溶胶中四环素抗性基因的微波辐射处理方法，微波辐射的电磁能量使大肠杆菌细胞形态破损，细胞结构被破坏，胞内DNA释放，暴露于空气中的游离态DNA被迅速降解，其中的抗性基因也迅速被去除，达到较好的处理效果。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

生物气溶胶中四环素抗性基因的微波辐射处理方法，含有四环素抗性基因的大肠杆菌生物气溶胶样品进入微波辐射装置，保持微波辐射装置关闭，上述样品进入空气液体撞击式采样器，然后，开启微波辐射装置，调整微波辐射装置的微波辐射输出功率并对气体样品进行加热，同时对吸波材料的温度进行实时监测与记录，微波辐射后的气体样品进入空气液体撞击式采样器。

微波辐射装置内的热电偶采用K型热电偶，微波辐射装置内的吸波材料采用Fe₃O₄@SiC泡沫陶瓷吸波材料。

微波辐射装置的微波辐射输出功率为100-700W，气体样品的微波加热的时间为10-30s，吸波材料的温度为27-330℃。

微波辐射装置的微波辐射输出功率为700W，气体样品的微波加热的时间为20s，吸波材料的温度为327.3℃。

空气液体撞击式采样器采用AGI-30空气液体撞击式采样器。

DNA的去除率为43-65％，tetM的去除率为95-100％，tetG的去除率为94-97％，tetC的去除率为77-79％，tetO的去除率为95-100％。

其中，tetM、tetG、tetC、tetO是四环素类抗性基因中的四种基因亚型，是较为常见四种抗生素抗性基因亚型。为研究生物气溶胶中抗生素抗性基因，本方法则选取tetM、tetG、tetC和tetO为例。