[發明專利]多通道發光細菌在線水質毒性監測裝置及監測方法

無效

• 申請號: 200910096017.0
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101477056A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 蔡強;張理兵;劉銳;彭強輝;曾莎莎
• 申請（專利權）人: 浙江清華長三角研究院
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;G01N1/34;C12R1/01
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 翁霽明

技術領域

本發明涉及的是一種可快速在線檢測水質毒性的監測裝置及監測方法，這種監測裝置可以用于湖泊、水庫、河流、污水處理廠等納污水體的生物毒性的連續監測，也可以用于毒物污染事故的預警，屬于環境監測領域。

背景技術

近年來，有毒物質的種類逐漸增多，排放總量持續增加，由此引起的環境危害逐漸加大。為了加強河水及飲用水保護、工業廢水排放等方面的管理力度，國際上紛紛出臺相關規定，要求在2007年～2010年實現水質毒性控制。我國為了保障水源水質安全，也將在近年把水質毒性納入控制標準。目前，生物毒性實驗方法主要包括分子水平、細胞水平和生物體水平三個層次。其中生物體水平實驗材料有魚類、無脊椎生物、植物等，具有可靠性強、使用廣泛、有歷史數據、能表達出水樣中實際毒性的優點，但是對試驗生物的種系及體重要求苛刻、假陽性高，也不利于實現現場監測。而分子水平的材料主要如DNA、P450等，這種方法能較為準確的反應某類毒性效應，但由于具有一定的選擇性而不利于總毒性表征。隨著環境微生物學的發展，研究者多采用微生物(如發光細菌、硝化細菌、活性污泥等)作為生物敏感物質，分析水樣毒性。其中發光細菌因為其較高的靈敏度和操作的簡便性，適合用于在線分析應用領域。

發光菌毒性試驗是近年來國內外在生物急性毒性和遺傳毒性監測方面的研究成果。國外從六十年代中期開始研究用發光細菌監測環境污染，八十年代以來美國的貝克曼儀器公司開發了Microtox技術，并研制了實驗室分析用測試儀器和配套試劑(費希弧菌)。我國在九十年代也把發光細菌法列入國家標準(GT/T15441-1995)。上述方法均采用費希弧菌或明亮發光桿菌T3小種的相對發光強度進行檢驗，測量過程需人工配制一系列空白溶液和標準溶液，操作復雜、耗時和繁瑣。為了實現水源水和污水水質的在線監測與管理，研究單位和相關企業先后開發了一系列基于發光細菌的在線分析設備。

根據發光細菌活性控制方法的不同，基于發光細菌的在線毒性分析技術主要分為兩類，(1)發光細菌連續培養型，(2)發光細菌在線復蘇型。前者的代表如MicroLAN公司研制的TOXControl在線毒性分析儀，該儀器采用注射泵驅動參考通道和檢測通道的細菌，把凍存的發光菌依次泵入復蘇池和檢測池中，實現檢測過程自動化。后者的代表如ManBock?Gu等，采用蠕動泵把培養基連續泵入含有發光菌母液的培養池中，同時不斷抽取新鮮菌液至檢測池實現毒物檢測。

我國近年來也出現了類似技術，如2002年莊峙廈等人研究的發光菌水質毒性監測傳感裝置采用恒化培養方法，考慮了流速對發光菌活性的影響。另外如2005年黃靜等研制的城市污水生物毒性在線自動分析儀，采用單一檢測倉方式，建立多次試樣混合，清洗的自動化控制技術。

但是上述這些技術沒有考慮實際檢測環境中水中復雜基質對于檢測方法的影響，造成這一技術在實際應用中遇到很大障礙。這種影響來源3個方面：(1)實際納污水體的樣本中的懸浮物以及濁度等因素，會對光學探頭的檢測結果產生較大影響，造成檢測誤差甚至錯誤；(2)水樣中的細菌會在檢測過程中生長，從而抑制發光細菌的活性，造成假陽性。環境溫度、水的鹽度等條件也會通過影響發光細菌活性造成檢測偏差；(3)實際水環境中有毒污染物質差別大、種類多，即使是具有廣譜性的發光細菌也不能全面反映這些污染物的生態毒性。因此儀器中僅僅選用一種發光細菌作為指示細菌，會造成檢測結果出現假陰性的現象。目前，國際上已經相繼開發出20余種新型發光細菌，這些新菌種都有各種適用的有毒污染物類型和納污水體類型。由于現有設備沒有充分考慮這種細菌的差異性，不能同時利用多種發光菌。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種是一個可以采用多種指示發光細菌分析污染物生態毒性的多通道發光細菌在線水質毒性監測裝置及監測方法。它主要通過檢測組件模塊設計，實現發光細菌抑制過程的精確控制和檢測，通過多個檢測組件的并行工作，實現多通道檢測。通過同一的水樣預處理模塊，屏蔽水中干擾因素，調整水質，實現儀器穩定可靠工作。