臭氧与氯系消毒剂对宿主细菌内噬菌体的灭活机制及饮用水安全评估

本期推荐：本研究通过对比O3、ClO2、NaClO和NH2Cl对游离态噬菌体（e-phage）和胞内噬菌体（i-phage）的灭活效果，揭示了宿主细胞屏障对化学消毒的干扰机制。创新性建立结合双层琼脂（double layer agar）、溶菌酶裂解和流式细胞术的检测方法，发现i-phage灭活速率常数比e-phage低1.9?6.4倍，且消毒剂暴露量需提高1.8?12.7倍。研究为饮用水监管中噬菌体作为病毒指示剂的可靠性评估提供了关键数据。

　　

Highlight亮点

本研究首次系统比较了O₃、ClO₂、NaClO和NH₂Cl对胞内噬菌体（i-phage）的灭活机制，揭示了宿主细胞结构对消毒效率的显著影响。

Materials and chemicals材料与方法

所有化学品均为分析纯（详见附录S1）。ClO₂和NaClO购自上海麦克林，NH₂Cl通过次氯酸钠与氯化铵1:1.2摩尔比现配。臭氧溶液（~0.2 mM）由纯氧经臭氧发生器（北京同林）制备。T4噬菌体（ATCC 11303-B4）及其宿主大肠杆菌（E. coli）——

Host E. coli, e-phage, and i-phage inactivation宿主菌与噬菌体灭活实验

O₃、ClO₂等消毒剂对非感染宿主E. coli、游离态（e-phage）和胞内噬菌体（i-phage）的灭活曲线显示（图2），三者灭活对数与消毒剂暴露量（CT值）呈线性正相关（R² > 0.90）。i-phage因宿主细胞保护需更高CT值，其中O₃（氧化电位2.07 V）通过破坏细胞壁促使i-phage泄漏，而NH₂Cl（1.13 V）选择性氧化胞内组分。

Conclusions结论

本研究建立的多方法联用技术实现了宿主内成熟i-phage的精准定量。发现i-phage灭活需经历"宿主细胞氧化→噬菌体泄漏→二次灭活"的级联过程，为优化饮用水消毒工艺和评估噬菌体指示剂作用提供了理论依据。