[發(fā)明專利]用于檢測水體毒性的微生物反應(yīng)器及水體毒性的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004805.4
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102520040A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董紹俊;雍達(dá)明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;C12Q1/02;C12M1/24
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水體檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測水體毒性的微生物反應(yīng)器及水體總毒性的檢測方法。

背景技術(shù)

隨著人類生產(chǎn)活動的發(fā)展，大量化學(xué)品不斷進(jìn)入水環(huán)境中，成為水體污染的主要污染源。這些化學(xué)品污染物大多不是人體組成成分，也不是人體所需營養(yǎng)物質(zhì)或維持正常生理功能必須的物質(zhì)，但其可與人體接觸并進(jìn)入人體，產(chǎn)生一定的生物學(xué)作用，如當(dāng)有毒有害化學(xué)品通過食物網(wǎng)的放大作用進(jìn)入人體內(nèi)可能會危害人體健康甚至生命。另外，水體中化學(xué)品污染也會使水體中的生物收到危害，因此，對水體毒性進(jìn)行檢測及監(jiān)測是評價水體是否收到污染以及判斷污染程度的重要手段。

在水體毒性檢測及監(jiān)測方法中，生物檢測由于結(jié)果直觀等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注，蛙類、魚類、小鼠、浮游生物、海藻等生物已被用于水體毒性檢測，但是，以上述生物進(jìn)行水體毒性檢測時具有測試周期長、成本高、操作復(fù)雜等缺點，不僅難以推廣，而且不能滿足現(xiàn)場快速檢測需要。微生物種群數(shù)量大、生長周期短、對環(huán)境變化的敏感性高，具有與高等動物類似的物理化學(xué)特性和酶作用過程，因此適合開發(fā)省時、低耗、無道德爭議的快速生物學(xué)毒性測試方法，尤其適合開發(fā)小型便攜式水體毒性檢測設(shè)備。在微生物毒性檢測方法中，基于發(fā)光微生物的檢測技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。國際ISO11348-3規(guī)定使用深海發(fā)光細(xì)菌V.fischeri作為受試生物，為了平衡滲透壓，測試必須在高鹽度條件下進(jìn)行，可能會引起樣品中某些化學(xué)品性質(zhì)的改變，如，對于低濃度金屬樣品，鹽度校正會導(dǎo)致假陰性的結(jié)果；而對于一些溶解度低的樣品，如苯酚等，則會由于毒物的析出而導(dǎo)致假陽性結(jié)果。而且，該方法采用熒光檢測，檢測信號易受水體濁度影響，不適于渾濁和有顏色的樣品。另外，發(fā)光細(xì)菌在自然界中不是普遍存在的微生物，獲得和保存較為困難，商品發(fā)光細(xì)菌價格較為昂貴，導(dǎo)致檢測成本較高。

電分析儀器具有檢測靈敏度高、成本低、適合小型化等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、生物分析、醫(yī)學(xué)檢測等領(lǐng)域。在微生物的新陳代謝過程中，微生物可以通過自身的呼吸作用將電子傳遞給電子媒介體，當(dāng)毒性物質(zhì)存在時，微生物的呼吸作用受到抑制，進(jìn)而阻礙微生物和電子媒介體之間的電子傳遞，因此，可以開發(fā)基于微生物的用于水體毒性檢測和監(jiān)測的電化學(xué)方法和儀器。如美國Lincon?Technology開發(fā)了Micredox系統(tǒng)，其可以用于檢測水體的生物需氧量；新西蘭的Pasco等人將鐵氰化鉀引入Micredox系統(tǒng)，通過測定在不同毒性物質(zhì)存在條件下微生物與作為電子媒介體的鐵氰化鉀分子之間的電子傳遞速率，證實該系統(tǒng)可用于水體毒性檢測。但是，該系統(tǒng)直接以懸浮微生物為受試生物，懸浮微生物使用時每次都需要重新培養(yǎng)、離心、清洗等過程，不僅增加了操作時間和操作復(fù)雜性，而且由于每次培養(yǎng)的懸浮微生物狀態(tài)不可能達(dá)到完全一致，會影響檢測的靈敏度及穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于檢測水體毒性的微生物反應(yīng)器及水體毒性的檢測方法，本發(fā)明提供的檢測方法靈敏度高、穩(wěn)定性好、操作簡單，適于在線水體毒性檢測和監(jiān)測。

本發(fā)明提供了一種用于檢測水體毒性的微生物反應(yīng)器，包括：載體和固定在所述載體上的微生物。

優(yōu)選的，所述載體為活性炭、多孔陶土、微孔玻璃、海藻酸鹽、卡拉膠、瓊脂、聚丙烯酰胺凝膠、聚乙烯醇凝膠或聚氨酯泡沫。

優(yōu)選的，所述微生物為大腸桿菌、熒光假單孢菌、惡臭假單孢菌和陰溝腸桿菌中的一種或多種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的微生物反應(yīng)器包括載體和固定在所述載體上的微生物。在該微生物反應(yīng)器中，微生物被固定在載體中，不能移動，但是小分子底物和反應(yīng)代謝產(chǎn)物等可自由出入載體內(nèi)部，不僅能夠保持活性且能夠重復(fù)利用，用于檢測水體毒性時無需每次都重復(fù)培養(yǎng)、離心、清洗等過程，不僅節(jié)省了操作時間、降低了操作復(fù)雜性，而且由于微生物在所述載體上能夠長時間保持活性不變，不會影響檢測的靈敏度及穩(wěn)定性。

本發(fā)明還提供了一種水體毒性的檢測方法，包括以下步驟：

a)向上述技術(shù)方案所述的微生物反應(yīng)器中加入電子媒介體和待測水樣，培養(yǎng)后得到混合溶液；

b)采用三電極體系檢測所述步驟a)中得到的混合溶液的電流。

優(yōu)選的，在所述步驟a)之前還包括：

向上述技術(shù)方案所述的微生物反應(yīng)器中加入電子媒介體和標(biāo)準(zhǔn)水樣，培養(yǎng)后得到第一混合溶液；

采用三電極體系檢測所述第一混合溶液的電流。

優(yōu)選的，所述培養(yǎng)的溫度為35℃～38℃，所述培養(yǎng)的時間為0.5h～2h。