细菌在其代谢过程中合成的毒素可以根据来源、性质和作用的不同,分为外毒素和内毒素两大类。本期内容将深入分析外毒素与内毒素之间的显著差异,旨在为读者提供一个清晰的理解框架,以帮助大家认识不同细菌引发的感染症状为何千差万别。
一、外毒素
外毒素主要由革兰阳性菌合成,少部分由革兰阴性菌产生。革兰阳性菌的典型代表包括厌氧芽孢梭菌、白喉棒状杆菌、金黄色葡*球菌和A群溶血性链球菌,而革兰阴性菌则包括痢疾志贺菌、鼠疫耶尔森菌、霍*弧菌、产毒性大肠埃希菌和铜绿假单胞菌。外毒素的主要化学成分为蛋白质,其分子结构通常由A和B两个亚单位组成。其中A亚单位负责外毒素的活性和毒性效应,而B亚单位则是结合亚单位,尽管本身无毒性,但具有很强的免疫原性,能够与宿主靶细胞表面特定受体结合,促进A亚单位进入细胞。
外毒素具有以下共同特征:
- 毒性极强:轻微的剂量就能导致易感动物致死,例如1mg的肉毒素可致使2亿只小鼠死亡,其毒性是*化钾的1万倍。
- 选择性强:不同细菌产生的外毒素对特定组织器官损害明显,导致特异性的病变和症状。
- 稳定性差:通常不耐高温,60~80℃加热30分钟即可破坏,然而,葡萄球菌肠毒素例外,可以耐受100℃加热30分钟。
- 抗原性强:外毒素经过甲醛处理后可转变为类毒素,维持抗原性并失去毒性,能够刺激机体产生抗毒素,用于人工免疫和治疗。
二、内毒素
内毒素主要由革兰阴性菌产生,此外,螺旋体、衣原体、支原体和立克次氏体等细胞壁中的内毒素样物质也具备内毒素活性。内毒素在活细菌存留状态下无法释放,只有在细菌死亡裂解后才能游离出来。其化学成分为细胞壁外膜层中的脂多糖,分子结构由脂质A、核心多糖和特异多糖构成,因此其抗原性相对较弱。
内毒素的生物作用与致病机制复杂,通常表现为以下几方面:
- 发热反应:极微量内毒素即可引发健康人的发热反应,机制为内毒素激活单核-巨噬细胞,释放细胞因子如IL-1、TNF-α等,导致体温调节中枢反应。
- 白细胞反应:内毒素进入血液后,导致白细胞大量移行并黏附于毛细血管壁,造成血液中的白细胞数量骤减。
- 内毒素血症与休克:大量内毒素入血可导致机体各个系统发生反应,可能引发严重的内毒素休克。
- 弥漫性血管内凝血(DIC):内毒素可激活凝血系统,形成DIC,引起广泛性出血与器官功能衰竭。
三、去除内毒素的推荐试剂盒
推荐使用鸿运国际代理的北京百奥创新科技有限公司的产品,包括Protein Endotoxin Removal Kit (C0268) 和 Protein Endotoxin Quick Removal Kit (C0269)。这些试剂盒通过简单的孵育和离心操作,可以在15分钟内高效去除样品中超过99%的内毒素。特别是快速去除试剂盒(C0269),只需添加一种试剂即可迅速有效地去除内毒素。
产品优势包括:
- 去除效率高:去除超过99%的内毒素。
- 样品损失量小:处理时仅损失约1-5%的蛋白量。
- 活性影响低:大大保留了蛋白质的生物学活性。
- 去除试剂残留极低:对大多数生物学实验无明显影响。
注意事项
在使用这些试剂盒时需注意:
- 不适用于处理含有高浓度甘油的蛋白样品(≥10%);
- 实验器皿须为无内毒素,推荐购买鸿运国际的BeyoGold™系列耗材;
- 待处理的蛋白样品浓度通常不宜超过30mg/ml,若浓度过高,可以适当稀释后使用;
- 该试剂盒主要针对蛋白样品的内毒素去除,也可用于核酸或小分子溶液样品,但效果略差,针对核酸样品建议使用其他系列产品。
在生命科学研究领域,内毒素的去除对实验结果的准确性与可靠性至关重要。通过鸿运国际等品牌的高效试剂盒,可以为科学家们的研究提供强有力的支持。