实验室污染：铜绿假单胞菌污染特性和应对措施

引言

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）作为典型的条件致病菌，其强大的环境适应性与生物膜形成能力，使之成为实验室难以根治的"顽固污染源"。当多个样本测序结果异常指向同一种菌时，往往标志着污染已从偶发事件演变为系统性危机，铜绿假单胞菌 可利用微量营养、潮湿缝隙及消毒剂残留构建生物膜庇护所，并通过水源、设备死角及操作流程持续扩散。

更严峻的是，常规消毒手段（如紫外线）对其生物膜形态作用有限，若不采取靶向清除策略，将导致实验数据失真、样本报废甚至生物安全风险。本文整合污染机制、杀菌技术局限及三级防控体系，为实验室提供科学根除方案。

铜绿假单胞菌的特性

1. 极强的环境适应性

• 营养要求低：可利用肥皂、消毒剂残留等简单碳氮源生长。

• 温度耐受广：4°C~42°C均可繁殖，覆盖冰箱、室温、培养箱环境。

• 嗜湿性：在水槽、超纯水系统、培养箱水盘等潮湿区域形成生物膜。

• 生物膜防护：

o 黏附于塑料、玻璃、橡胶等表面分泌胞外多糖；

o 抵御干燥、常规消毒剂（季铵盐/低浓度酚类）及抗生素。

图1. 铜绿假单胞菌在TSA培养基上生长24h的状态

2. 污染扩散机制

• 环境媒介

• 操作传播

→ 气溶胶（涡旋振荡/离心）

→ 手套/台面交叉污染

→ 同一工具处理多样本未彻底消毒

紫外线对铜绿假单胞菌的杀灭效能与局限

✅ 有效场景：浮游态细菌

• 作用机制：UVC（254nm）破坏DNA/RNA阻断复制。

• 适用场景：

o 生物安全柜内空气，及暴露表面消毒（照射10-15分钟）

o 超纯水系统流动水灭菌（需配合过滤）

o 房间空气消毒（无人时）

❌ 失效场景：生物膜与隐蔽污染

结论：紫外线无法根除生物膜污染，仅可作为辅助手段。

图2. 紫外线照射灭菌

综合污染防控策略

第一阶段：紧急控制（污染爆发期）

1. 暂停实验

避免交叉污染扩散

2. 污染源排查

水源：超纯水出水口、水浴锅、U型管采样培养（用R2A培养基）

设备：拆卸移液器浸泡消毒（70%乙醇+含氯消毒液交替）

环境：工作台沉降菌检测（LB平板暴露30分钟培养）

第二阶段：彻底清除（生物膜根除）

图3. 铜绿假单胞菌生物膜清除流程示意图

重点区域：

o 移液器内部部件，超声波清洗

o 培养箱水盘更换无菌水+每周消毒

o 橡胶密封圈拆卸浸泡

第三阶段：预防体系（长期管理）

综合防控建议

1. 不要过度依赖紫外线

仅用于安全柜辅助消毒，必须配合物理-化学联用

2. 生物膜清除优先级

物理刷洗 > 化学消毒 > 紫外线辅助

3. 水源措施

o 用水0.22μm过滤，或直接使用商品纯净水

o 制冰机定期高温蒸汽处理

4. 移液器专项管理

o 不同实验区域专用移液器

o 季度拆卸深度消毒（戊二醛浸泡2小时）

🔬 特别警示

铜绿假单胞菌为BSL-2级病原体，对免疫缺陷者具致病风险，操作污染样本需严格防护

通过整合环境控制、操作规范及设备管理三重防线，方可有效阻断此类“实验室顽固污染菌”的传播链

总结

铜绿假单胞菌污染的治理需突破"依赖单一消毒手段"的思维局限，转而建立物理清除-化学消杀-行为管控的综合防线。

首先，机械刷洗破坏生物膜结构是成功前提，配合含氯消毒剂或过氧化物深度处理隐藏污染源；

其次，紫外线仅作为安全柜/空气的辅助消毒工具，对管道、移液器等死角无效；

长期防控依赖于水源过滤制度、移液器分区分级管理及环境监测体系的落地。操作中严格遵循生物安全规范。将应急处理转化为常态化管控，方能终结此类"实验室幽灵污染"的复发循环，保障科研数据的真实性与实验环境的安全稳定。

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更新日期：2025-07-21

编制人：小灰    |    审稿人：小藻