解码污水里的健康密码|复杂污水基质下病毒核酸富集提取解决方案!


发布时间:

2026-08-20

      下水道藏着一座城市的公共健康 “晴雨表”污水流行病学(WBE)作为公共卫生重要监测手段,通过解析污水样本中的病毒核酸,实现社区传染病流行趋势预警、毒株变异追踪,弥补临床监测盲区,助力传染病早发现、早预警。




但污水样本检测,从不是简单的取样扩增。 生活污水基质复杂,混杂腐殖酸、有机质、各类颗粒物、PCR 抑制剂,样本病毒拷贝数低,极易造成扩增抑制、Ct 值延后、假阴性结果,直接干扰公共卫生监测数据可靠性。污水样本核酸的富集与纯化,是整套检测链路成败的关键第一步。


一、污水核酸提取,到底难在哪?

病毒原始浓度极低:污水中目标病毒拷贝数往往仅有十几到上千 cp/mL,必须高效富集,不能损失核酸; 

大量 PCR 抑制剂干扰:腐殖酸、多糖、金属离子等杂质,会抑制聚合酶活性,造成扩增失败、Ct 明显延后,纯水样本和污水样本检测结果差距显著;

悬浮杂质多:泥沙、悬浮物、有机碎屑,容易堵塞耗材、干扰磁珠结合,影响提取回收率; 

需要兼顾灵敏度与稳定性:低拷贝样本,既要去除杂质,又不能过度纯化造成目标核酸丢失。


在实测比对中可以看到:部分磁珠方案无法有效对抗污水抑制剂,面对低至 10cp/mL 病毒样本,难以稳定检出,污水样本对比纯水样本 Ct 显著推后,抑制剂影响非常直观。

同样的病毒浓度,纯水样本检出良好,污水样本直接漏检,根源就是富集纯化环节没有解决基质抑制问题。


二、两种主流污水病毒富集提取方案实测对比


方案① 某公司两次磁珠法

原理:低速离心除杂,取上清直接大体积磁珠核酸提取

  • 样本体积:10 mL (试剂盒磁珠双轮法)

  • 短板:面对污水中复杂抑制剂耐受能力有限;污水基质下 Ct 明显延后,无法稳定检出 10cp/mL 低拷贝病毒样本,抑制剂去除能力不足。



  • 从扩增结果上得出结论:面对污水中复杂抑制剂耐受能力有限;污水基质下 Ct 明显延后,无法稳定检出 10cp/mL 低拷贝病毒样本,抑制剂去除能力不足。


方案② 赛百纯滤膜_研磨_磁珠方案 Cat.111611

原理:0.22μm 滤膜过滤截留病毒,滤膜研磨裂解,结合磁珠纯化,配套腐殖酸去除步骤。

111611污水病原体DNA&RNA提取试剂

  • 小体积 8 mL:可检出 10cp/mL,但稳定性有限;

  • 放大至40 mL 大体积上样:实现污水中低至 10cp/mL 病毒稳定检出,提升低载量样本检出能力,适配污水监测大体积富集需求。



  • 提示:滤膜过滤 + 研磨裂解方案,可处理更大体积水样;大体积样本富集,是提升污水低拷贝病毒检出率的有效手段。


    过滤器外观如下:


    12通量研磨机外观如下:


32核酸提取仪外观如下:

三、污水样本提取的关键实践要点


  • 优先选择污水环境样本专用试剂盒:普通临床核酸试剂盒,没有针对腐殖酸、抑制剂优化,污水样本极易受抑制;

  • 适度放大样本上样体积:病毒载量低时,增加处理水样体积,提升病毒总投入量,改善检出下限;

  • 重视抑制剂去除步骤:不可省略杂质去除,否则直接出现假阴性、Ct 漂移;

  • 全程设置内参 IC:每批次样本加入内参,判断是否存在 PCR 抑制,识别实验是否有效;

  • 操作层面:做好预沉淀,尽量避免吸入底部泥沙沉淀,减少杂质带入提取体系。

四、应用场景|污水核酸提取能做什么?


· 公共卫生监测:污水管网、污水处理厂、学校、医院等点位病原病毒监测,实现社区疫情早期预警;

浓缩与不浓缩体积,对比水体中的非洲猪瘟病毒的检测,(不浓缩)直接提取检测不出(阴性)浓缩提取 Ct=31 为阳性。

· 毒株变异追踪:富集病毒核酸后,可开展 qPCR 定量、高通量测序,掌握区域毒株流行情况; 

· 环境风险评估:水体肠道病毒、诺如、甲肝等病原筛查;

· 科研课题:污水流行病学、环境微生物、抗性基因相关科学研究。

污水看不见病毒,却藏着人群健康的信号。 一套稳定可靠的病毒富集_核酸提取纯化方案,是把污水信号转化为可靠监测数据的基石。 选对方法,克服污水基质干扰,才能真正释放污水流行病学的预警价值。




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关于我们



       广州赛百纯生物科技有限公司总部坐落于广州生物科研重镇-中新知识城,是一家集研发、生产、销售、客户服务为一体的高科技生物技术公司。


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       目前公司自主研发的产品: 全自动核酸提取工作站、粪便自动化提取工作站、大体积核酸自动化工作站、全自动核酸提取仪、一次性采样器、病毒核酸提取试剂盒、全血基因组DNA试剂盒、RNA提取试剂盒、粪便核酸提取试剂盒、游离DNA提取试剂盒、质粒DNA提取试剂盒,DNA产物纯化和胶回收试剂盒、磁珠和离心柱等核酸全系列产品线。


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       公司目前拥有1250平方标准的洁净厂房及配套的研发、质检区域100多平方米,配套先进的自动化生产流水线3条,并配有专业的质检和研发人员。公司1750平方的分子试剂盒生产车间,将在不久进行投产。目前公司员工总数超过20人,大专学历以上人员占比超过80%,并且通过了ISO9001质量管理体系认证及ISO13485医疗器械质量管理体系认证。此外公司还拥有第一类医疗器械备案产品17项,发明专利2项,外观专利1项,实用新型专利6项。


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