[发明专利]一种光催化氧化对环境水体中抗生素耐药菌靶点灭活的方法及其应用

说明书

本发明属于氧化法消除环境水体中病原微生物技术领域，公开了一种光催化氧化对环境水体中抗生素耐药菌靶点灭活的方法及其应用。该方法将碳酸氢钠溶液或磷酸溶液添加到含有抗生素耐药菌的模拟环境水体中调节pH至5.5～9.2，并控制溶解氧浓度为1～9mg/L，放置在恒温箱中控制温度为0～60℃，添加二氧化钛催化剂后，开启氙灯进行光催化氧化反应，在探索的最优灭活条件下，实现对环境水体中抗生素耐药菌靶点的有效杀灭；抗生素作用靶点为细胞壁、细胞膜、蛋白质合成、RNA合成、叶酸合成或DNA合成。本发明实现了对环境水体中耐药菌靶点的有效灭活，不同抗生素作用靶点耐药菌在水体中扩散与传播提供了一种高效阻控的方法手段。

技术领域

本发明属于氧化法消除环境水体中病原微生物技术领域，更具体地，涉及一种光催化氧化对环境水体中抗生素耐药菌靶点灭活的方法及其应用。

背景技术

抗生素的发明使其成为控制致病菌生长的主要手段，特别是那些具有临床意义的细菌。然而，过度使用抗生素治疗人类和动物感染导致抗生素大量释放到环境中，这对环境和人体产生潜在的威胁，并可能最终破坏人与细菌之间的共生平衡。然而，目前的技术手段并不能将环境中的抗生素耐药菌有效杀灭。有研究表明，在氯化、臭氧和紫外等杀菌条件下不仅灭活效率低，甚至还会促进抗生素耐药菌在环境水体中的传播。同时，氯化和臭氧在杀菌过程中还会产生消毒副产物，对环境产生二次污染。因此，开发一种高效的、针对抗生素作用靶点的杀菌方法对解决致病菌带来的环境及健康问题十分必要。

光催化氧化作为一种高级氧化技术，其在光催化氧化过程中产生的羟基自由基具有高效的杀菌水平，其杀菌效率远高于其他消毒方法，且在整个消毒过程中不产生任何消毒副产物，对灭活环境水体中病原微生物具有良好的应用前景。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明提供一种光催化氧化对环境水体中抗生素耐药菌靶点灭活的方法。该方法通过探索光催化氧化条件下温度、pH、溶解氧浓度及光催化剂浓度等理化参数，对不同抗生素耐药菌靶点灭活的性能，实现了在最适条件下对环境水体中抗生素耐药菌进行有效的灭活。对不同抗生素作用靶点上的抗生素耐药菌的灭活和抑制，为环境水体中抗生素耐药菌的阻断与控制提供了一种可行、高效的方法手段。

本发明的另一目的在于提供上述抗生素耐药菌的灭活方法的应用。

本发明的目的通过下述方案来实现：

一种光催化氧化对环境水体中抗生素耐药菌靶点灭活的方法，包括以下步骤：

S1.将储存于冷冻条件下的不同靶点的抗生素耐药菌接种到含有对应抗生素的营养肉汤中进行细菌培养，在0～37℃恒温培养，直至抗生素耐药菌生长至对数生长期；

S2.将抗生素耐药菌离心后去除上清液得到菌体，用PBS缓冲液洗涤菌体，再加入0.9％生理盐水重悬，测定600nm处的吸光值为0.01～2，经离心浓缩或稀碎后得到浓度为10～10¹⁰CFU/mL的抗生素耐药菌悬液，即为模拟环境水体；

S3.将碳酸氢钠溶液或磷酸溶液添加到模拟环境水体中调节pH至5.5～9.2，并控制溶解氧浓度为1～9mg/L，放置在恒温箱中控制温度为0～60℃，添加二氧化钛催化剂后，开启氙灯进行光催化氧化反应，实现对环境水体中抗生素耐药菌靶点的有效杀灭；所述抗生素耐药菌靶点为细胞壁、细胞膜、蛋白质合成、RNA合成、叶酸合成或DNA合成。

优选地，步骤S1中所述培养的时间为1～18h。

优选地，步骤S1中所述的抗生素耐药菌中耐药菌为细菌、真菌或霉菌中的一种以上。

更为优选地，所述细菌为大肠埃希氏杆菌、铜绿假单胞菌、沙门氏菌、绿脓杆菌或链球菌；所述真菌为金葡萄球菌或白色念珠菌；所述霉菌为水霉菌。