[發明專利]一種用于生物膜DGT裝置的吸附膜、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010885518.3
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111992189B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 吳雙;李寒冰;昊張·戴維森;成皓
• 申請（專利權）人: 南京維申環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;G01N21/64;G01N27/626;C12Q1/02
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 王琳琳;陳彬

本發明屬于環境科學領域，公開了一種用于生物膜DGT裝置的吸附膜、制備方法及應用，所述制備方法包括以下步驟：1)制備瓊脂糖水溶液并加熱、冷卻；2)將步驟1)處理后的瓊脂糖水溶液與含有傳感態微生物的懸浮液均勻混合，得到混合液并制備成膠片；3)將所述膠片在硝酸鐵溶液中浸泡一段時間，制備含有傳感態微生物和氧化鐵的瓊脂糖水凝膠片，再進行潤洗、浸泡在緩沖溶液中震蕩一段時間，沖洗后保存。本發明將傳感態微生物與氧化鐵相結合，將二者集合于吸附膜中，與現有技術中以氧化鐵吸附膜作為吸附膜，將擴散膜中負載傳感態微生物的形式相比，毒性響應更敏捷，更有利于低濃度目標物As的準確監測。

技術領域

本發明屬于環境科學領域，具體的說，公開了一種用于生物膜DGT裝置的吸附膜、制備方法及應用。

背景技術

梯度擴散薄膜技術(Diffusive?gradients?in?thin?films，DGT)是由英國蘭卡斯特大學David?Williams和張昊發明的一種原位、非破壞性的被動采樣技術，由英國科學家Davison和張昊發明的梯度擴散薄膜技術可以有效的測定自然界中重金屬生物的有效態，與其他傳統的形態分析相比，能更好的反映生物體所吸收的重金屬，其引入了一個動態概念，可以通過模擬植物或者其他生物對重金屬的吸收過程來進行重金屬生物有效性的研究，目前DGT技術在測定水體、土壤和沉積物中有效態的金屬陽離子和含氧陰離子方面得到了廣泛的應用。

目前采用的DGT裝置由過濾膜、擴散膜和吸附膜以及固定3層膜的塑料外殼組成，其中過濾膜主要用于避免待測環境中的顆粒物進入DGT裝置，擴散膜能夠讓溶液態的離子自由擴散，吸附膜可以根據實驗目的選擇不同的吸附材質，目前現有技術的研究重點在于將吸附膜進行改性，使其具有更特殊、優異的性能。

雖然DGT的裝置在采樣以及生物體對重金屬動態吸收方面具有特殊的優勢，卻只能進行重金屬有效態含量的研究，而重金屬對生物體的細胞/遺傳毒性卻只能依賴于生物化學法的檢測技術。近年來生物探針技術得到蓬勃發展，被廣泛地被應用于空氣污染、農藥以及重金屬的檢測。

經檢索，針對生物膜DGT裝置對重金屬監測的研究，現有技術已有相關的申請案公開，如中國專利申請號為201811429817.5，公布日期為2019年4月5日的申請案公開了一種生物膜DGT裝置及同時定量監測目標物有效態含量及細胞遺傳毒性的方法，其生物膜DGT裝置中的擴散膜為內附有生物傳感器的瓊脂糖水凝膠片，吸附膜為Chelex吸附膜，利用該生物膜DGT裝置可以實現重金屬Cd的目標物有效態含量及細胞/遺傳毒性監測。該申請案的DGT裝置雖然能夠滿足生物傳感器中微生物存活條件，且使擴散膜中的微生物均勻分布，滿足Cd進行毒性測定需求，然而實現該技術仍需要滿足成本低、制備方法簡單，準確度高的需求，對于不同的重金屬監測，對于低濃度重金屬的監測，靈敏度仍有待提高。

基于現有技術的缺陷，亟需發明一種新的靈敏度高、成本低的生物膜DGT裝置及方法。

發明內容

1.要解決的問題

針對現有生物膜DGT裝置在目標物細胞遺傳毒性的監測方法中存在的對低濃度目標物監測的靈敏度有待提高的問題，本發明的目的之一在于：通過將傳感態微生物與氧化鐵結合，制備出含有傳感態微生物與氧化鐵的吸附膜，從而提高低濃度目標物的監測靈敏度。

本發明的目的之二在于：針對現有的生物膜DGT裝置擴散膜制備過程中需要采用瓊脂糖水凝膠，投入成本相對較高的問題，本發明的DGT裝置的擴散膜可直接利用聚苯稀酰胺水凝膠膜，采用市售的擴散膜即可滿足需求，有效降低成本。

進一步的，本發明提供一種具有針對性的對重金屬As監測的生物膜DGT裝置，應用范圍廣，在一定范圍內不受pH和離子強度的影響，不僅可以滿足有效態含量的準確監測，而且能夠實現細胞/遺傳毒性的準確監測需求，且對低濃度As的靈敏度高。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：