اندوتوکسینها اجزای پایدار در برابر حرارت غشای خارجی باکتریهای گرم منفی هستند که عمدتاً از لیپوپلی ساکاریدها (LPS) تشکیل شدهاند. هنگامی که این باکتریها میمیرند و متلاشی میشوند، اندوتوکسینها در محیط اطراف از جمله سیستمهای آبی آزاد میشوند. اندوتوکسین در آب خطرات سلامتی قابل توجهی به همراه دارد، زیرا میتواند منجر به علائمی از تب تا شوک سپتیک شدید شود.
آزمایش اندوتوکسین در آب برای اطمینان از ایمنی آب آشامیدنی و برای کاربردهای مختلف صنعتی به ویژه در داروسازی و بیوتکنولوژی حیاتی است. در این مقاله از «رسوب آب» به تاثیر اندوتوکسین در آب و نحوه تشخیص این آلایندهها با تستهای آزمایشگاهی مختلف میپردازیم.
اندوتوکسین چیست؟
اندوتوکسین (Endotoxin) نوعی سم است که در غشای خارجی دیواره سلولی برخی باکتریهای گرم منفی مانند اشریشیا کلی، سالمونلا و سودوموناس آئروژینوزا یافت میشود. هنگامی که سلولهای باکتریایی میمیرند، اندوتوکسینها آزاد میشوند که یک سری واکنشهای ایمنی را در ارگانیسم میزبان نتیجه میدهد.
برخلاف اگزوتوکسینها که توسط باکتریها ترشح میشوند و میتوانند اثرات خاصی روی سلولهای میزبان داشته باشند، اندوتوکسینها عموماً قدرت کمتری دارند، اما میتوانند پاسخهای ایمنی قوی را ایجاد کنند که اغلب منجر به علائمی مانند تب، التهاب و سایر مشکلات سلامتی میشود.
تاثیر اندوتوکسین در آب
هنگامی که انسان از طریق نوشیدن آب، فعالیتهای تفریحی (شنا) یا تماس پوستی در معرض اندوتوکسین قرار میگیرد، ممکن است منجر به اثرات نامطلوب سلامتی شود. شناخته شده است که اندوتوکسینها باعث ایجاد پاسخهای ایمنی قوی میشوند که به طور بالقوه منجر به تب، التهاب و در موارد شدید، شوک سپتیک (عفونی) به ویژه در افراد با سیستم ایمنی ضعیف میشود. علاوه بر این، حضور اندوتوکسینها در اکوسیستمهای آبی میتواند جوامع میکروبی را مختل کند و بر چرخه مواد مغذی تأثیر بگذارد، در نتیجه، کیفیت کلی آب و سلامت اکوسیستم به خطر میفتد.
تشخیص و تعیین کمیت اندوتوکسینها در آب برای ارزیابی ایمنی منابع آب آشامیدنی، اثربخشی تصفیه فاضلاب و اثرات بالقوه اکولوژیکی بر زندگی آبزیان حیاتی به ویژه در پرورش ماهی است. روشهای موثر تصفیه آب از جمله فیلتراسیون، کلرزنی و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، برای کاهش سطح اندوتوکسین و کاهش اثرات مضر آن ضروری است.
نحوه تشخیص اندوتوکسین در آب
تشخیص اندوتوکسینها در آب برای اطمینان از ایمنی در کاربردهای مختلف، به ویژه در صنایع دارویی و زیست پزشکی بسیار مهم است. اندوتوکسینها که اجزای غشای خارجی باکتریهای گرم منفی هستند، میتوانند واکنشهای شدیدی را در انسان و حیوان ایجاد کنند. در ادامه روشهای دقیق برای تشخیص اندوتوکسینها در آزمایشگاه آب و پساب آورده شدهاند.
1. آزمایش لیمولوس آمبوسیت لیزات (LAL)
تست LAL یک روش پرکاربرد برای تشخیص اندوتوکسینها است. از سلولهای خونی (آمبوسیتهای) خرچنگ نعل اسبی استفاده میکند که با اندوتوکسینها واکنش نشان میدهند و یک ژل تشکیل میدهند.
نحوه انجام آزمایش
- نمونههای آب باید فیلتر شوند تا ذرات ریز که ممکن است در آزمایش اختلال ایجاد کند، حذف شوند.
- معرف LAL به نمونه اضافه میشود.
- مخلوط برای یک زمان خاص، معمولا حدود 60 دقیقه انکوبه میشود.
- در صورت وجود اندوتوکسین، ژل تشکیل میشود. درجه تشکیل ژل نشان دهنده سطح اندوتوکسین است.
مزایا
- حساسیت و دقتی بسیار بالایی دارد.
- نتایج سریع در عرض چند ساعت را ارائه میدهد.
محدودیتها
- مثبت کاذب میتواند به دلیل وجود بتا گلوکان یا سایر مواد رخ دهد.
2. سنجش اندوتوکسین با استفاده از فاکتور نوترکیب C (rFC)
این روش از نسخه نوترکیب فاکتور C از خرچنگ نعل اسبی استفاده میکند. در مقایسه با تستهای LAL سنتی، سنجش دقیقتری است.
نحوه انجام آزمایش
- نمونههای آب به طور مناسب رقیق میشوند.
- نمونه رقیق شده با rFC مخلوط میشود.
- مخلوط انکوبه میشود و یک بستر کروموژنیک یا فلوروژنیک به آن اضافه میشود.
- واکنش یک سیگنال قابل اندازه گیری (تغییر رنگ یا فلورسانس) متناسب با غلظت اندوتوکسین تولید میکند.
مزایا
- کاهش تداخل از β-گلوکان در مقایسه با تست LAL را ارائه میدهد.
محدودیتها
- ممکن است گرانتر از تست LAL باشد.
- برای تشخیص به تجهیزات تخصصی نیاز دارد.
3. روشهای مبتنی بر PCR
از واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR) میتوان برای تشخیص DNA باکتری استفاده کرد که به طور غیرمستقیم وجود اندوتوکسینها را نشان میدهد.
نحوه انجام آزمایش
- نمونههای آب فیلتر میشود تا باکتریها حذف شوند.
- استخراج DNA از نمونه فیلتر شده انجام میشود.
- از پرایمرهای اختصاصی برای تکثیر DNA باکتری هدف استفاده میشود.
- محصول PCR با استفاده از الکتروفورز ژل یا PCR بلادرنگ آنالیز میشود.
مزایا
- دقت و حساسیت بالا دارد.
- میتواند طیف وسیعی از باکتریهای گرم منفی را شناسایی کند.
محدودیتها
- سطح اندوتوکسین را مستقیماً اندازه گیری نمیکند.
- نیاز به دانش میکروبیولوژی و تکنیکهای PCR دارد.
4. آزمایشات کروموژنیک اندوتوکسین
سنجشهای کروموژنیک از بسترهای کروموژنیک استفاده میکنند که در واکنش با اندوتوکسینها یک رنگ آزاد میکنند.
نحوه انجام آزمایش
- نمونه آب فیلتر و رقیق میشود.
- سوبسترای کروموژنیک و معرف LAL اضافه میشود.
- مخلوط نمونه برای مدت زمان مورد نیاز جوجه کشی میشود.
- از اسپکتروفتومتر برای اندازه گیری شدت رنگ استفاده میشود که با سطح اندوتوکسین مرتبط است.
مزایا
- انجام سریع و آسان تست را فراهم میکند.
- نتایج کمی را میتوان با تجزیه و تحلیل اسپکتروفتومتری به دست آورد.
محدودیتها
- نیاز به کالیبراسیون بر اساس استانداردهای شناخته شده اندوتوکسین دارد.
5. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)
کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا را میتوان برای جداسازی و تعیین کمیت اندوتوکسینها از نمونههای آب استفاده کرد.
نحوه انجام آزمایش
- نمونه آب با استفاده از فیلتراسیون یا سانتریفیوژ غلیظ میشود.
- نمونه به سیستم HPLC تزریق میشود، جایی که اندوتوکسینها بر اساس خواص شیمیایی آنها جدا میشوند.
- روشهای تشخیص UV یا فلورسانس برای تعیین کمیت اندوتوکسینها استفاده میشوند.
مزایا
- دقت و حساسیت بالایی دارد.
- قادر به تجزیه و تحلیل مخلوطهای پیچیده است.
محدودیتها
- به تجهیزات گران قیمت و تخصص فنی نیاز دارد.
- زمان آنالیز طولانیتر ا در مقایسه با روشهای دیگر ارائه میدهد.
آزمایش اندازه گیری مقدار اندوتوکسین در آب در آزمایشگاه رسوب آب
برای تعیین کمیت اندوتوکسین در آب میتوانید از آزمایشگاههای مجهز رسوب آب نهایت استفاده را ببرید. ما از بهترین و پیشرفتهترین تجهیزات آزمایشگاهی به همراه کادر مجربی از نیروهای متخصص استفاده میکنیم. برای کسب اطلاعات بیشتر با تیم مشاوران ما از طریق شماره ۷۷۶۴۶۱۰۲-۰۲۱ تماس بگیرید.