Введение к работе
Актуальность темы
Среди различных аспектов обеспечения безопасности объектов ветеринарного надзора значительная роль принадлежит контролю микробных контаминаций и биоцидной обработке этих объектов.
Разработка и совершенствование методов и средств указанных элементов безопасности cвязаны с достижениями различных сопряженных наук, в том числе с молекулярной биологией, иммунологией, нанотехнологией и ее разделом бионанотехнологией.
В современном представлении нанотехнология – это наука и технология коллоидных систем, коллоидная химия, коллоидная физика, молекулярная биология, микроэлектроника. Функционирование систем нанотехнологии отличается от функционирования истинных растворов и расплавов и от объектов макромира благодаря высокоразвитой поверхности. Такие эффекты начинают проявляться, когда размер частиц лежит в диапазоне 1 – 100 нанометров.
Бионанотехнология является разделом , который занимается изучением и воздействием объектов нанодиапазона на биологические организмы или их использованием для развития (в том числе и ветеринарной наномедицины), в частности, созданием и диагностических систем на основе (, , световых и исследований). Методы исследования бионанотехнологии связаны с манипулированием отдельными и (ДНК, белков). Таким образом, такие методы, как ПЦР-анализ, анализ нуклеотидных последовательностей нуклеиновых кислот, ДНК-иммуномикрочиповая технология, метод иммунохроматографии с использованием наночастиц коллоидного золота можно отнести к современному направлению в науке – бионанотехнологии.
Определенные перспективы бионанотехнологии связаны с обеспечением здоровья животных и безопасности объектов ветеринарного контроля. Широко применяемые в настоящее время антибиотики, в том числе и при откорме животных, способствуют распространению устойчивых штаммов бактерий. Остаточные количества антибиотиков накапливаются в тканях животных и в дальнейшем, попадая с пищей к человеку, оказывают негативное влияние на его здоровье. Используемые в ветеринарии дезинфектанты на основе различных химических соединений могут также отрицательно влиять на здоровье животных, человека и окружающую среду. В связи с этим актуальным является поиск новых экологичных биоцидных средств. Новые бактерицидные средства создаются на основе использования наночастиц. Так, например, показано применение наночастиц серебра при очистке воды и воздуха, или при дезинфекции одежды и спецпокрытий. Бионанотехнология имеет весьма значительные перспективы в ветеринарии (Смирнов А.М. и др., 2011). Наносеребро использовалось при создании лекарственных средств для животных (Уша Б.В. и др., 2011). Получены экспериментальные электронно-микроскопические данные по изучению механизма действия наносеребра на бактериальные клетки (Павлова И.Б. и др. 2010). Иммунохроматографические элементы применялись при ветеринарно-санитарном контроле производства мясных консервов (Горобчук Е.А., 2010).
Дальнейшее изучение возможности применения достижений бионанотехнологии в ветеринарии, создание новых методов и средств обеспечения и контроля безопасности объектов ветеринарного надзора, их адаптация к конкретным объектам весьма актуально для науки и практики.
Цель исследования
Цель настоящей работы – разработка методов и средств для обеспечения микробиологической безопасности некоторых объектов ветеринарного надзора.
Задачи исследования
-
Изучить возможность отечественного экспериментального препарата кластерного серебра «Серебряный щит» для применения его в качестве биоцидного средства в ветеринарии.
-
Разработать тест-систему индикации сальмонелл различных серогрупп с помощью иммунохроматографических индикаторных элементов (ИИХЭ) с наночастицами коллоидного золота, определить чувствительность и специфичность тест-системы.
-
Разработать методику и тест-систему индикации возбудителей бактериальных инфекций на основе ПЦР и биочипов, определить чувствительность и специфичность методики и тест-системы.
-
Разработать методические рекомендации по применению индикаторных иммунохроматографических элементов для выявления возбудителей инфекционных заболеваний в объектах ветеринарного надзора.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Биоцидные характеристики отечественного экспериментального препарата «Серебряный щит» на основе кластерного серебра.
2. Тест-система индикации сальмонелл различных серогрупп с помощью иммунохроматографических индикаторных элементов (ИИХЭ) с наночастицами коллоидного золота.
3. Тест-система и методика индикации возбудителей бактериальных инфекций на основе ПЦР и биочипов.
Научная новизна
Проведенными опытами изучено бактериостатическое, бактерицидное действие отечественного экспериментального препарата кластерного серебра «Серебряный щит» на грамположительные и грамотрицательные бактерии (Staphylococcus aureus, Esсherichia coli, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis), а также дезинфицирующее действие препарата в отношении золотистого стафилококка и кишечной палочки, искусственно нанесенных на поверхности различных материалов (керамическая, кафельная плитки, резина).
На основе проведенных исследований разработана тест-система индикации сальмонелл серогрупп (А, В, С, D, Е) с помощью иммунохроматографических индикаторных элементов (ИИХЭ) с наночастицами коллоидного золота. Определены чувствительность (1х107 м.к./мл) и специфичность тест-системы, позволяющая проводить индикацию сальмонелл различных серогрупп при наличии сопутствующей микрофлоры (шигеллы, эшерихии).
На основе проведенных исследований разработаны тест-система и модифицированная методика на основе ПЦР и ДНК-чипов для индикации возбудителей бактериальных инфекций (Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Yersinia enterocolitica). Определена чувствительность методики (102 – 103 клеток в пробе) и специфичность (возможность проведения анализа без предварительного обогащения и при наличии сопутствующей микрофлоры).
Экспериментально обоснована возможность применения препарата кластерного серебра «Серебряный щит» и разработанных тест-систем по индикации патогенной микрофлоры для обеспечения ветеринарно-санитарной безопасности предприятий мясоперерабатывающей промышленности.
Практическая ценность
На основании результатов исследований разработаны:
- Методические рекомендации по применению индикаторных иммунохроматографических элементов для выявления возбудителей инфекционных заболеваний в объектах ветеринарного надзора, утвержденные Отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии 30.09.2009 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 5 работ, 4 из них – в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены:
- на Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Экологически безопасные ресурсосберегающие технологии и средства переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания», МГУПБ (2009 г.);
- на заседании Ученого совета ГНУ ВНИИВСГЭ (2011 г.);
- на расширенном совещании сотрудников лабораторий ГНУ ВНИИВСГЭ Россельхозакадемии (2011 г.).
Структура и объем работы
Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, 8 рисунков. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований и их результатов, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, включающего 156 источников (51 отечественных, 105 зарубежных) и приложения.
