FISH-FCM方法检测酵母-细菌二元体系中微生物数量

以废水生物处理系统和生物发酵系统出现的酵母-细菌二元体系作为研究对象，探讨了二元体系生物样品的最佳超声分散条件以及同时检测酵母和细菌数量时荧光原位杂交（FISH）-流式细胞术（FCM）技术的测量精度。染色-FCM检测表明：同时适用于混合酵母样品（酵母假菌丝）和混合细菌样品（活性污泥絮体）的最佳超声分散条件为100W、60～90s，但过强超声条件（120s）对酵母Candida tropicalis纯培养物（或细菌Escherichia coli纯培养物）的超声粉碎效果完全不同于混合酵母样品（或混合细菌样品）。在此基础上，以C．tropicalis和E．coli分别作为酵母和细菌的模式微生物，采用双探针杂交的FISH—FCM技术检测了背景微生物（C．tropicalis或Ecoll）浓度为10^7个／ml时二元体系中目标微生物（10^2～10^7个／ml）的数量。流式细胞仪能够明显区分噪音和二元体系中的酵母和细菌，因而一次进样时能够同时分析两种微生物数量，并且目标微生物浓度可以精确到10^4个／ml，此时微生物含量仅为0．1％，其中细菌浓度甚至可以精确到10^3个／ml（相应含量仅为0．01％）。然而，当二元体系中目标微生物浓度过低时（〈10^4个酵母／ml或〈10^4个细菌／ml），背景微生物的存在会严重影响FISH—FCM技术的测量准确性。

进水浓度或HRT变化时微好氧处理微生态机制研究

考察改变进水COD浓度(11000、15000、30000 mg/L)或水力停留时间(HRT为42 h、25 h)对模拟高浓度有机废水微好氧连续小试处理效果的影响,并采用荧光原位杂交-流式细胞术(FISH-FCM)、聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)等分子生物学技术及Biolog FF微孔板法分析了不同处理阶段稳定期曝气柱污泥的微生态变化,以探讨进水COD浓度或HRT改变时微好氧处理效果变化的微生态机制.结果表明,在全部4个处理阶段,曝气柱污泥中酵母含量均保持在>99.9%的水平.随着进水COD浓度的上升,污泥浓度由2.0 g/L上升到7.3 g/L,COD比去除速度由2.3 kg/(kg.d)下降到1.7 kg/(kg.d),曝气柱污泥真菌群落结构多样性指数由2.05上升至2.19,代谢多样性指数由4.42上升至4.45;而随着HRT下降,污泥浓度从7.3 g/L下降至6.0 g/L,COD比去除速度从1.7 kg/(kg.d)上升至2.8 kg/(kg.d),真菌群落结构多样性指数和代谢多样性指数则分别从2.19和4.45降至0.79和4.36.作为提高进水有机负荷的主要措施,提高进水COD浓度和缩短HRT对于废水处理效果和曝气柱微生态存在截然相反的影响.

活性污泥微生物菌群研究方法进展

活性污泥是活性污泥法处理污水系统的功能主体。人类对活性污泥微生物菌群的认识随着其研究方法的发展而逐步深入。传统培养方法只能检测到活性污泥中1％～15％的微生物。随着一系列基于免培养的分子生物学技术的出现，活性污泥中菌群的复杂性和多样性以惊人的速度被人们认识，大量依靠传统检测方法未能发现却在活性污泥中起关键作用的微生物逐渐被发现。许多模拟活性污泥菌群生存环境条件的现代培养技术开始发展，且已成功培养了一部分传统培养方法不能培养的细菌类群，这为研究基于免培养方法发现的大量新的微生物菌群的生理特性和作用机制提供了可能，也无疑将把人们对活性污泥菌群的认识推向一个新的层次．主要介绍活性污泥微生物菌群研究的一系列方法，从传统培养方法到基于免培养的现代分子生物学技术，再到现代培养技术，着重论述了现代分子生物学技术及其在活性污泥微生物菌群研究中的进展。

抗生素废水批量处理的pH调控及其影响

在不同pH水平下进行了抗生素废水的批量处理,试验结束时利用扫描电镜（SEM）、荧光原位杂交-流式细胞术联用技术（FISH-FCM）分析了不同pH条件下获得的降解菌群中酵母和细菌的构成,基于Biolog方法比较了不同降解菌群的代谢多样性,并考察了降解菌群构成的变化对抗生素废水批量处理效果的影响.结果表明,批量处理过程的pH调控显著影响了降解菌群中酵母和细菌的比例,并进而影响了废水处理效果.当批量处理过程的pH值分别控制在4～5、5～6、6.5～7.5时,降解菌群中酵母构成比例分别达到88.20%5、4.43%、1.75%,同时细菌的构成比例相应呈逆向变化;Biolog FF微平板分析表明,3种pH条件下的降解菌群具有类似的代谢多样性,但酵母占优势时降解菌群的代谢活性较低;随着酵母比例的下降或细菌比例的上升,批量处理的COD去除率分别为34.8%4、4.8%和61.2%.

套细胞淋巴瘤一例误诊分析

套细胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma,MCL)是一类较少见的非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin's lymphoma,NHL),形态学方法常难以将其与其他类型小细胞淋巴瘤相鉴别。为了提高对MCL的认识,报道1例误诊为滤泡性淋巴瘤(follicular lymphoma,FL)的MCL,总结该病例临床资料及实验室检查特点。结果显示:流式细胞术(flow cytometry,FCM)及免疫组织化学染色检查符合MCL的特征,细胞遗传学检查发现了包括t(11;14)在内的多种染色体异常。结论:MCL为难以确诊的疾病,间期荧光原位杂交、多重荧光原位杂交、FCM以及免疫组织化学染色等检查有助于MCL的诊断。

基于自适应人工鱼群FCM的异常检测算法

异常检测算法在诸多领域都发挥着重要的作用.基于模糊C-均值(fuzzy C-means, FCM)的异常检测是其代表方法之一.FCM对初始值的选取很敏感,而且容易陷入局部极值.基于此的异常检测算法检测效果也不甚理想.因此,引入具有较强全局搜索能力的人工鱼群算法,对其加入自适应机制,自适应调整Visual取值范围,从而提高AFSA局部和全局寻优能力,减少算法迭代的次数.然后将其应用于FCM中,利用自适应人工鱼群算法得到的最优解进行FCM聚类分析,从而解决以上FCM存在的种种问题.最后,设计基于自适应人工鱼群FCM的异常检测算法,充分利用自适应人工鱼群的优势来提高异常检测算法的检测性能.实验表明:该算法在提高对数据的检测效率的基础上,检测性能也表现出了很好的水平,为解决异常检测模型中的检测率和虚警率相关问题提供了一种有效解决方案.

煤与瓦斯突出强度预测的AFSA-PCA-FCM耦合模型

针对传统模糊C均值(FCM)聚类算法在预测煤与瓦斯突出强度时不精确的问题,提出了一种基于人工鱼群算法(AFSA)和FCM聚类算法相结合的主成分分析(PCA)筛选的混合新方法。使用AFSA优化FCM聚类算法的初始参数,在公告板中更新AFSA的最优解,从而确定当次的聚类中心,通过PCA找到一个最佳聚类中心。通过无线传感网络系统实时采集井下影响煤与瓦斯突出的主要因素数据作为样本,将预处理后的数据进行分析、建模,并与AFSA—BP,FCM等方法进行比较、讨论。结果表明:对于煤与瓦斯突出强度的预测,该方法具有较高的准确性、快速性并能够稳定地收敛于全局最优解。

高硫抗生素废水连续处理系统的pH调控特征研究

以批量处理系统的pH调控特征为对照,研究了不同pH水平(7.0、5.1、4.1)对高硫抗生素废水微好氧连续处理效果和污泥中细菌和酵母菌含量的影响.结果表明,随着曝气柱pH水平的降低,高硫抗生素废水连续处理系统3阶段的COD去除率分别为53%、42%、45%,BOD5去除率分别为79%、58%、50%,污泥脱氢酶活性(TF/MLSS.t)分别为47 088、10 506、14 390mg/(g.h).扫描电镜和荧光原位杂交-流式细胞术联用技术检测结果表明,曝气柱pH值变化并不影响连续小试3阶段污泥中细菌与酵母菌含量,并且细菌始终占据优势地位(含量均达到98%以上).pH水平对高硫抗生素废水批量处理系统和连续处理系统的处理效果存在同样的影响,pH水平并不能作为高硫抗生素废水连续处理系统中细菌和酵母菌含量的调控手段.

Quantitative assessment of toxic and nontoxic Microcystis colonies in natural environments using fluorescence in situ hybridization and flow cytometry

Toxic cyanobacterial blooms constitute a threat to human safety because Microcystis sp. releases microcystins during growth, and particularly during cell death. Therefore, analysis of toxic and nontoxic Microcystis in natural communities is required in order to assess and predict bloom dynamics and toxin production by these organisms. In this study, an analysis combining fluorescence in situ hybridization (FISH) with flow cytometry (FCM) was used to discriminate between toxic and nontoxic Microcystis and also to quantify the percentage of toxic Microcystis present in blooms. The results demonstrate that the combination of FISH and flow cytometry is a useful approach for studying the ecology of Microcystis toxin production and for providing an early warning for toxic Microcystis blooms.