способ определения паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ определения паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде, предусматривающий отбор проб воды, концентрирование микрочастиц путем фильтрования, отделение микрочастиц от материала фильтра, удаление минеральных частиц, промывку с добавлением поверхностно-активных веществ, центрифугирование, подсчет под микроскопом, отличающийся тем, что пробу дополнительно после центрифугирования очищают от одноклеточных водорослей, удаление минеральных частиц проводят путем фильтрования перед концентрированием паразитарных объектов, концентрирование паразитарных объектов осуществляют на намывном фильтрующем слое, а отделение паразитарных объектов от материала фильтра проводят отстаиванием и декантацией.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку пробы от одноклеточных водорослей проводят путем селективного разрушения их оболочек целлюлозоразрушающими ферментами.

3. Устройство для определения паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде, включающее основной фильтр, содержащий корпус, фильтрующий элемент и патрубки входа и выхода фильтрата, трубопроводы, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным фильтром, выход которого подключен к входу корпуса основного фильтра, баком для вспомогательного фильтрующего материала, выход которого подключен к входу корпуса основного фильтра, и напорной емкостью для регенерации фильтрующего элемента, причем корпус основного фильтра снабжен дополнительным сливным патрубком и патрубком для подачи сжатого газа, а емкость для регенерации фильтрующего элемента соединена с патрубком выхода фильтрата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к санитарной микробиологии, паразитологии, анализу воды и может быть использовано для санитарного и экологического контроля водоисточников и производства питьевой воды.

Известен способ определения количества живых микроорганизмов в воде, предусматривающий отбор пробы воды, ее фильтрацию, высушивание, внесение в пробу красителя и прямой подсчет живых микроорганизмов в пробе (SU, авторское свидетельство, 1661205, кл. C 01 N 33/18, C 12 N 1/00, 1991).

Известен также способ, по которому паразитарные объекты, присутствующие в воде, концентрируются из большого объема путем задержания их на микропористых фильтрах, задержанные частицы элюируются раствором и затем осаждаются центрифугированием. Паразитарные объекты отделяются от других микрочастиц путем флотации в перколь-сахарозной среде, в очищенный оставшийся материал распределяется монослоем на мембранном фильтре, выдерживается с флуоресцентными антителами и исследуется под микроскопом (Предполагаемый метод контроля цист и ооцист в воде низкой мутности по методике флуоресцентных антител. Annual book of ASTM standards, 1992, Vol. 11.02).

Указанные способы не позволяют достичь высокой достоверности определения в воде паразитарных возбудителей кишечных заболеваний, т.к. в них не предусмотрены удаление минеральных частиц и очистка пробы от одноклеточных водорослей, близких по морфологии к цистам лямблий и кристоспоридий, но содержание которых в пробе воды в десятки тысяч раз превышает концентрацию паразитарных объектов, затрудняя подсчет искомых объектов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения паразитарных объектов, включающий отбор проб воды, концентрирование микрочастиц путем фильтрования на специальном нитяном фильтре, разрезание фильтра специальными ножницами на части, отделение микрочастиц от материала фильтра неоднократной промывкой с добавлением поверхностно-активных веществ, удаление минеральных частиц с помощью флотации, сбор и промывку флотанта, содержащего паразитарные объекты, центрифугирование, подсчет под микроскопом (Инструкция к аппарату HACH Company. P.O.Box 907 AMES lowa 50010 USA Systems for analysis).

Описанный способ также имеет малую достоверность по вышеуказанным причинам, кроме того, определение паразитарных объектов этим способом осложняется трудоемкостью отделения микрочастиц от материала фильтра, необходимостью концентрирования микрочастиц из большого объема промывных вод и применением флотации для отделения минеральных частиц.

Задачей заявляемого способа является снижение трудоемкости и повышение достоверности определения количества паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде.

Задача решается тем, что в известный способ определения количества паразитарных объектов в воде, предусматривающий отбор проб воды, концентрирование микрочастиц путем фильтрования, отделение микрочастиц от материала фильтра, удаление минеральных частиц, промывку с добавлением поверхностно-активных веществ, центрифугирование и подсчет под микроскопом, включена дополнительно очистка пробы от одноклеточных водорослей, удаление минеральных частиц проводят путем фильтрования перед концентрированием паразитарных объектов, концентрирование паразитарных объектов осуществляют на намывном фильтрующем слое, а отделение паразитарных объектов от материала фильтра производят отстаиванием и декантацией. При этом очистку пробы от одноклеточных водорослей проводят путем селективного разрушения их оболочек целлюлозоразрушающими ферментами.

Определение паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде (яйца гельминтов, цисты лямблий и ооцисты криптоспоридий) по заявляемому способу осуществляется следующим образом.

Пробы анализируемой воды из источника подвергают фильтрованию на селективном фильтре, заполненном фильтрующим материалом, пропускающим паразитарные объекты и задерживающим минеральные, механические и коллоидные частицы, например, активированным углем. Затем проводят фильтрование на намывном фильтре с фильтрующим элементом Крапухина (SU, патент, 1834679, кл. B 01 D 29/48). В качестве вспомогательного вещества для намывного слоя могут быть использованы перлит, мел, силикагель, крахмал (фракции с размерами 2-70 мкм) и другие вещества, способные задерживать искомые объекты и легко отстаиваться впоследствии в водной суспензии. Затем смесь фильтрующего намывного слоя и искомых объектов смывают обратным током фильтрата. В полученную взвесь добавляют 1 мл 10%-ного раствора неионогенного поверхностно-активного вещества (например, тритон X-100), перемешивают, отстаивают, жидкость декантируют. Осадок промывают водой, которую затем присоединяют к первому декантату. Декантат центрифугируют, осадок после центрифугирования заливают смесью целлюлозоразрушающих ферментов для очистки пробы от одноклеточных водорослей, например, смесью целловиридина (с концентрацией 5 мг/мл) и пектафостидина (5 мг/мл) в ацетатном буфере pH 4,5. Пробу взбалтывают и выдерживают при 40^oC в течение 6 ч. За это время целлюлозные оболочки водорослей лопаются, а паразиты, защищенные хитиновыми оболочками, сохраняют свою морфологию. Смесь после инкубации центрифугируют и из осадка известными способами готовят препараты и производят подсчет паразитарных возбудителей кишечных заболеваний под микроскопом.

В указанном источнике (Инструкция к аппарату HACH Company.P.O.Box 907 AMES lowa 50010 USA, Systema for analysis) раскрыта сущность устройства для осуществления способа определения паразитарных объектов, которое является прототипом предлагаемого устройства. Известное устройство содержит трубопроводы, расходомеры, краны и фильтр со специально изготовленным нитяным фильтрующим элементом и патрубками входа и выхода. Недостатками описанного устройства являются сложность изготовления фильтра из нитей разной толщины путем намотки по специальной технологии так, чтобы образовалась упорядоченная структура каналов разного диаметра, а также необходимость разрезания фильтра по окончании фильтрования и безвозвратная его потеря.

Задачей предлагаемого устройства для осуществления способа определения количества паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде является снижение трудоемкости и повышение достоверности определения.

Задача решается тем, что известное устройство, включающее фильтр, содержит корпус, фильтрующий элемент и патрубки входа воды и выхода фильтрата, трубопроводы, краны, манометры и расходомер, снабжено дополнительным фильтром, баком для вспомогательного фильтрующего материала и напорной емкостью для регенерации фильтрующего элемента, корпус фильтра снабжен дополнительным сливным патрубком и патрубком для подачи сжатого газа, а емкость для регенерации фильтрующего элемента соединена с патрубком выхода фильтрата. В качестве фильтрующего элемента использован фильтрующий элемент Крапухина.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

Устройство состоит из фильтра, содержащего корпус 1 и фильтрующий элемент 2; патрубка для входа воды 3; патрубка для выхода фильтрата 4; трубопроводов (без указания позиций); кранов 5-13, манометров 14 и 15, расходомера 16; дополнительного фильтра 17; бака для вспомогательного фильтрующего материала 18; напорной емкости для регенерации фильтрующего элемента 19. Корпус 1 фильтра снабжен дополнительным сливным патрубком 20 и патрубком для подачи сжатого газа 21. Емкость для регенерации фильтрующего элемента 19 соединена с патрубком выхода фильтрата 4 через кран 6. Бак 18 снабжен байпасной линией, включающейся в работу с помощью кранов 5, 9 и 10, а также воронкой 22, присоединенной через кран 6. Бак 18 снабжен байпасной линейкой, включающейся в работу с помощью кранов 8, 9 и 10, а также воронкой 22, присоединенной через кран 11. Бак 18 установлен между дополнительным фильтром 17 и корпусом фильтра 1.

Работает устройство следующим образом. Исходное положение кранов - "закрыто". Затем открываются краны 7, 6, 9, 10 и 11. Через воронку 22 в бак 18 заливается заранее подготовленная водная суспензия вспомогательного фильтрующего материала. Кран 11 закрывается, а кран 12 открывается. Вода, предназначенная для анализа, из источника через кран 12 поступает на дополнительный фильтр 17, заполненный фильтрующим веществом, например активированным углем. Коллоидные, механические и минеральные частицы задерживаются в нем, а паразитарные объекты проникают далее через пористое вещество фильтра. Далее поток воды через кран 9 поступает в бак 18, захватывает частицы вспомогательного фильтрующего вещества и через кран 10 и патрубок 3 попадает на наружную поверхность фильтрующего элемента 2, в частности это может быть фильтрующий элемент Крапухина (ФЭК). Через некоторое время (0,5-2 мин) на наружной поверхности ФЭК образуется намытый слой вспомогательного фильтрующего материала, который удерживается силами гидродинамического напора воды. После формирования вспомогательного фильтрующего слоя включается в работу байпасная линия при закрывании кранов 9 и 10 и открывании крана 5. С этого момента с помощью расходомера 16 начинается измерение количества воды, к которому следует относить результаты подсчета количества искомых объектов, задержанных фильтрующим элементом 2. После того, как через установку пройдет заданное количество воды, закрывают кран 7, дожидаются роста давления в емкости 19 по давлению в корпусе фильтра 2 (примерно 1-3 атм) и закрывают все краны. Соединенное таким образом давление воздуха над свободной поверхностью жидкости, находящейся в емкости 19, используют в качестве движущей силы во время регенерации ФЭК. Перед регенерацией ФЭК корпус фильтра освобождают от жидкости. Для этого открывают кран 7 и кран 13. Сжатый газ (воздух) вытесняет жидкость через ФЭК. затем закрывают краны 7 и 21 и открывают краны 8 и 6. При этом происходит регенерация ФЭК обратным током фильтрата. Смытую смесь фильтрующего вспомогательного материала и искомых объектов центрифугируют и в осадке определяют количество паразитарных возбудителей кишечных заболеваний.

При осуществлении способа определения паразитарных возбудителей кишечных заболеваний в воде с помощью предлагаемого устройства применяется легко формируемый и легко разрушаемый фильтрующий слой, что снижает трудоемкость и увеличивает эффективность извлечения искомых объектов. При этом фильтрующий материал многократно используется, что существенно снижает стоимость анализов.