[發明專利]以苔蘚過氧化氫酶作為標志物的大氣重金屬污染預警方法

無效

• 申請號: 200810035556.9
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101251531A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 孫守琴;何明;玉素甫江;韓瑋;李進玲
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48;G01N21/31
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種環保技術領域的大氣重金屬污染的監測預警方法，具體是一種以苔蘚過氧化氫酶(CAT)作為生物標志物的大氣重金屬污染的監測預警方法。

背景技術

常規的大氣監測方法不僅需要昂貴的儀器設備、監測范圍小，還需設計一個嚴密的監測網，容易受到技術及經費等的限制，而且監測指標多為二氧化硫、氮氧化物及懸浮顆粒物等，在大氣重金屬的監測方面技術較為缺乏。利用苔蘚植物進行生物監測可避免在短期內測定所帶來的分析數據的波動，費用也相對低廉，因而具有較大的優勢。但目前苔蘚生物監測方法的應用主要集中在采用生態學或者化學分析方法測定苔蘚體內重金屬含量，以反映一定時空范圍內大氣重金屬的污染狀況。由于污染物對植物的可見傷害或植物生長及產量的變化都必須在高污染水平下才顯著，因此，應當在早期就污染物對植物生物過程的影響進行預警與監測。但當污染物濃度比較低，不足以引起植物形態發生顯著變化時，普通生物監測方法不能準確反應大氣重金屬對植物的影響，此時，植物生理代謝指標的變化可作為監測污染物對生物影響的生物標志物。

許多研究表明，植物受到脅迫時，會造成體內自由基(主要為·O₂^-、H₂O₂、·OH、·O)的過量累積，從而損傷細胞的膜結構并導致細胞生理生化代謝紊亂。而植物在長期進化過程中，可形成兩種主要的抗氧化系統，它們在一定范圍內能及時清除機體內過多的活性氧，維持自由基代謝的動態平衡。這兩種抗氧化體系分別為：自由基清除系統(包括類胡蘿卜素、抗壞血酸、谷光甘肽、生育酚等)和抗氧化酶系統(超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等)。另外，有研究表明，普通氧化脅迫及環境因子脅迫與重金屬脅迫引起植物抗氧化酶、硫醇、蛋白質、脂質過氧化反應及其他自由基清除劑的變化是不相同的。因此，可以通過研究揭示出對重金屬脅迫反應敏感的苔蘚生理指標，并將其用于環境監測。近年來，已有將植物抗氧化酶作為生物監測指標的研究，但還沒有將苔蘚植物抗氧化酶作為大氣重金屬污染的生物標志物的研究。

經對現有技術的文獻檢索發現，Geret等在《Ecotoxicity》(毒理學)(2003，12：417-426)上發表的“Antioxidant?enzyme?activities，metallothioneins?andlipid?peroxidation?as?biomarkers?in?Ruditapes?decussates？”(用文哈抗氧化酶活性、金屬硫蛋白和脂質過氧化物作為生物標志物)，該文中提出文哈腮過氧化氫酶活性、谷胱甘肽過氧化物酶活性和丙二醛含量可作為監測水環境污染的生物標志物。具體方法為：從污染狀況不同的幾個監測點捕集文哈，分析其腮和消化腺中抗氧化物酶活性、脂質過氧化物含量、蛋白含量及金屬硫蛋白含量，結果表明這些生理指標的大小及變化，尤其是腮過氧化氫酶活性、谷胱甘肽過氧化物酶活性和丙二醛含量與監測點的污染狀況一致，表明這幾個指標能作為水體污染的生物標志物。其不足在于：該方法只適用于水體污染的生物監測，而不能反映大氣質量狀況。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種以苔蘚過氧化氫酶作為標志物的大氣重金屬污染預警方法，使其以苔蘚過氧化氫酶作為生物標志物對大氣重金屬污染進行監測和預警，能對大氣重金屬污染起到很好的警示作用。

本發明是通過以下技術方案實現的，包括以下步驟：

第一步，苔蘚采集。

所述苔蘚采集，是指在監測區域內采集新鮮的苔蘚樣品，去除雜物后立即低溫保存，并且要求采集的苔蘚屬于同一個種。

第二步，苔蘚過氧化氫酶的提取。

所述苔蘚過氧化氫酶的提取，是指用磷酸鉀緩沖液于冰浴中研磨提取，所得勻漿離心，上清液即為過氧化氫酶提取液。

所述磷酸鉀緩沖液，其濃度為0.1M，pH?7.0，內含0.1mM?EDTA(乙二氨四乙酸)，1％(m/v)的聚乙烯吡咯烷酮。

所述勻漿離心，是指于4℃下10,000rpm離心15min。

所述過氧化氫酶提取液，于4℃保存。

第三步，測定過氧化氫酶活性。

所述測定過氧化氫酶活性，是指測定過氧化氫酶活性的反應混合液共3ml，其中包括100mM磷酸鉀緩沖液(pH?7.0)，10mM?H₂O₂和0.2ml提取液。加入H₂O₂后反應開始，于240nm下測定反應1min后吸光值的變化，消光系數為39.4/mM?cm。