实验室噬菌体污染怎么办?如何防治实验室噬菌体？

噬菌体是一种病毒，是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒总称，形体极其微小，没有完整的细胞结构，由核酸与蛋白质构成，不能够脱离寄主而自行生长繁殖，因而一定要在活体细胞中生长，且对于寄主细胞有严格的专一性，能够在宿主细胞内快速增殖，在宿主菌内裂殖能导致宿主细胞的破裂而衰亡。

噬菌体在细菌和病毒的相互作用中发挥着重要的作用，也被广泛用于基因工程和生物技术研究中。噬菌体是一类侵害细菌的病毒，又称为细菌病毒(bacterialvirus)。英文名称为bacteriaophage，简称phage，来源于希腊文“phagos”，意为“吞噬”。

噬菌体的危害主要存在于发酵工业，如乳制品、酶制剂、氨基酸、有机溶剂、抗生素、微生物农药和菌肥生产等。由于它的个体比细菌小数百倍，可以附着于尘埃上随风飘移，因此能长久地扩散和传播到一定的范围，并能脱离寄主而存活。它在寄主细胞内能大量迅速繁殖子代噬菌体，如在十几分钟至一个小时左右，一个细胞感染一个噬菌体后可以释放出数十个至数百个子代噬菌体。一旦发生噬菌体污染，会导致发酵异常、倒罐，使工业生产遭到严重损失。

一、噬菌体特征

噬菌体具有一般病毒所有的特征：

为非细胞生物，其结构主要由蛋白质和核酸（DNA或RNA）组成；

它们只能在活细胞内营专性寄生，靠其宿主代谢补充，协助来复制核酸合成蛋白质等组分，然后再进行装配增殖。在离体条件下，能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性；

非常专一的寄生性，在自然环境条件下，它们只能侵染细菌和一些原生生物，而不能侵染高等生物和植物；

对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感；

个体小，可通过除菌滤器

噬菌体没有个体的生长过程，只有基本成分的合成和装配，所以一般将噬菌体的繁殖称作复制。

烈性噬菌体

在宿主菌体内复制增殖，产生许多子代噬菌体，达到一定数量时，由于噬菌体合成酶类的溶解，导致宿主细胞裂解，释放出的噬菌体再感染其他敏感细菌。

温和噬菌体

感染宿主菌后并不增殖，而是将其基因整合于细菌染色体上，形成前噬菌体。在前噬菌体阶段，噬菌体的复制被抑制，宿主细胞正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细菌染色体同步复制，并随细胞分裂而传递给子代细胞。

二、噬菌体的生长和繁殖
　　噬菌体的生长和繁殖过程包括五个步骤，即吸附（adsorption）、侵入（injection）、增殖（replication）、成熟（maturity）和释放（release）（图2-127）。
（一）吸附
　　吸附是噬菌体的吸附器官（尾丝、基板和刺突）与敏感寄主细胞的特殊位点的接触（图2-128）。尾丝首先触及寄主细胞表面，然后基板和刺突固定。一般说，噬菌体对寄主要求专一性很强，比如，产谷氨酸的北京棒杆菌噬菌体就严格地限于侵染北京棒杆菌。但也有些噬菌体也可以感染相近的种或属的菌株，如四环素生产菌的噬菌体。敏感的细胞并非整个细胞各处皆可吸附，须在特殊位点，而且大肠杆菌的受点还依噬菌体而异。T3、T4和T7噬菌体的特殊位点是脂多糖层；T2和T6是脂蛋白质，雄性专一噬菌体是F+细胞的纤毛。当然，噬菌体吸附的寄主细胞和特殊位点的专一性并非一致，程度有差异。

（二）侵入
　　吸附后，尾丝收缩，感染过程开始，对T类噬菌体就开始收缩尾鞘，结果不仅尾髓插入细胞壁，而且会像注射一样将DNA打入细胞内。蛋白质的外壳仍在壁外，而线状噬菌体fd则全部进入寄主细胞。从吸附到侵入时间很短，如T4仅需15s。

（三）增殖
　　噬菌体一侵入，增殖即开始，即核酸的复制和蛋白质的合成。先利用寄主的RNA聚合酶转录，噬菌体的mRNA被寄主的蛋白质合成体系翻译，形成一系列新的早期蛋白质。在T类噬菌体中，早期蛋白质包括一种新的DNA聚合酶，分解寄主的DNA的核酸酶，合成5-羟甲基胞嘧啶和它的ATP所必需的酶，以及转录形成后期蛋白质基因所需的蛋白质。然后开始噬菌体核酸的复制。在含有双股DNA的噬菌体中，复制过程与一般DNA复制相似。在含单股DNA的噬菌体如ΦX174中，一条互补的DNA被合成，形成了双股DNA，接着再以此作模板合成RNA和子代DNA。第二步是后期蛋白质开始出现。在T类噬菌体中，合成的后期蛋白质是噬菌体头和尾成分的亚单位，还有噬菌体的溶菌酶。这种酶能分解寄主细胞壁的肽聚糖。
（四）成熟
　　当所有噬菌体结构成分都已合成时，成熟过程（即“装配”）便开始。在T4中，装配一个成熟噬菌体约需30种不同的蛋白质，而且至少具有47种基因功能。其过程先是DNA的凝聚，头的亚单位被组装成头部，尾和尾丝也各自组成。然后按从头至尾的顺序自我装配，最后将尾丝装上，形成一个完整的噬菌体（图2-130）。
（五）释放
　　噬菌体繁殖的最后阶段是裂解释放出子代噬菌体。裂解T类噬菌体感染的细胞要涉及两个或更多基因的作用，至少一个作用于细胞膜，另一个具有溶菌酶的作用将分解壁的肽聚糖，线状噬菌体则不裂解寄主细胞，可能是通过挤压而冲出细胞壁。
　　每种噬菌体侵入敏感细胞，每个细胞最后能装配完成和释放出的噬菌体数称为裂解量，它是相对固定的。如T4为100，ΦX174为1000，f2为10000，T2为200；谷氨酸产生菌的噬菌体为50～150。

三、噬菌体的危害

噬菌现象：液体培养基溶氧急剧上升，产生大量气泡，在较短时间内菌体大量自溶，发酵液最终变清。固体培养基出现噬菌斑。

利用细菌或放线菌进行的发酵容易受噬菌体的污染，由于噬菌体的感染力非常强，传播蔓延迅速，且较难防治，对发酵生产有很大的威胁。一旦发生噬菌体污染，会导致发酵异常、倒罐,使工业生产遭到严重损失。

噬菌体的防治措施

1.外来可疑菌种一律不做增殖。

2.多菌种交替使用，采用抗噬菌体的感受态。

3.划分大肠杆菌的操作区域，接种区，发酵区，收菌区，菌种保藏区要严格分开。

4.严禁活菌排放，废菌高压灭菌后方可倾倒。

5.规范操作，避免污染。

6.保证洁净，干燥的工作环境。

四、噬菌体的杀灭方法

1、高温

大多数病毒耐冷不耐热，高压蒸汽或者干热180°C可彻底灭活。

2、pH

多数病毒在pH6~9范围内比较稳定，在pH5.0以下或PH9.0以上迅速灭活。

3、射线

γ射线、x射线及紫外线都能灭活病毒。

4、酚类和醛类及其衍生物

蛋白变性剂，能破坏病毒衣壳蛋白。

5、氧化剂，卤素及其化合物

70%甲醇，乙醇均可使多数病毒灭活。

虽然甲醛熏蒸的效果显著，但对于大多数实验室来说并不具备该条件，且对人体有害。

实验室适用的方法

1、表面消毒

对于物品表面的消毒，可用84或新结尔灭。

2、紫外照射

选用254nm光谱紫外过夜照射。

3、臭氧杀菌

臭氧过夜杀菌，早上通风1小时，无残留。

4、诺沃赛德噬菌体清除方案

针对实验室、生物发酵企业噬菌体污染问题，润联可提供专业的噬菌体污染解决方案
专业的噬菌体清除剂：诺沃赛德噬菌体清除剂（Novocide Phage Cleaner）+欧菲姆智能微生物去除系统，组成了可以高效彻底的解决发酵企业发酵生成遇到的噬菌体污染问题。