[發明專利]一種藻類光合抑制法水體綜合毒性表征參數構建方法

在審

• 申請號: 202110907423.1
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113607909A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 殷高方;趙南京;谷夢園;甘婷婷;丁志超;陳敏;亓培龍;賈仁慶;馬明俊;楊瑞芳;方麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G16C10/00;G16C20/70
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

本發明提出一種藻類光合抑制法水體綜合毒性表征參數構建方法，包括：步驟1：測定葉綠素熒光上升動力學曲線OJIP，并獲取F₀、F_J、F_I、F_m光合熒光參數；步驟2：對F_J、F_I進行歸一化處理得兩個特征位點數據項F_J^*、F_I^*，提取曲線中J點與I點信息，消除其受熒光測量絕對強度影響；步驟3：利用定積分分別計算OJIP曲線在[T_F0,T_FJ]、[T_F0,T_FI]、[T_F0，T_Fp]區間內與F＝F₀構成封閉區域的包圍的面積S_J、S_I、S_P；步驟4：利用S_P對S_J、S_I進行歸一化處理得兩個曲線段數據項S_J^*、S_I^*，提取O?J和J?I段曲線上升過程信息，步驟5：根據F_J^*、F_I^*、S_J^*、S_I^*以及T_F0、T_FJ、T_FI、T_FJ?T_F0、T_FI?T_F0，計算綜合表征參數PI_CTE；步驟6：分別計算實際水體實驗組與空白對照組PI_CTE，兩者比較計算出綜合毒性參數變化率，判斷待測水體物質毒性強度。

技術領域

本發明屬于資源與環境領域，尤其是一種藻類光合抑制法水體綜合毒性表征參數構建方法。

背景技術

近年來隨著人類活動的加劇，越來越多的污染物被直接或間接地排入環境水體，給水生生態系統造成很大沖擊，水質毒性的快速檢測對防治水體污染、保障水質安全具有重要意義。常規的水質毒性檢測方法有理化分析方法、生物毒性檢測方法等。其中生物毒性檢測因綜合多種有毒物質的相互作用，可直觀反映污染水體對生物種群的綜合毒性，被廣泛使用。而其中基于藻類光合抑制效應的生物毒性檢測方法因具有快速、便捷、可實現實時在線檢測等特點，近年被廣泛應用于水質毒性檢測中。

基于藻類光合抑制效應的生物毒性檢測方法是以體內葉綠素熒光為天然探針，通過測量藻類光合熒光參數的變化進而判定水中毒性物質的毒性效應，光合熒光參數實時反映藻類的光合代謝狀態，可用于快速檢測水體毒性。目前，已有研究多采用最大光化學量子產量Fv/Fm作為毒性檢測的光合熒光參數。如Juneau等考察了鐮形纖維藻、羊角月牙藻、小球藻、微囊藻四種藻對Hg²⁺的脅迫反應，研究認為Fv/Fm是Hg²⁺毒性檢測的合適指標；Sbihi等人研究表明Fv/Fm可用于評估草甘膦的毒性。然而不同種類水體污染物對藻類光合抑制的作用位點與機理不同，導致與之響應的光合熒光參數也存在差異，單一光合熒光參數Fv/Fm對某些污染物無響應，導致可檢測的污染物種類較少。另外，當前藻類光合抑制法檢測水體綜合毒性的表征參數Fv/Fm只能反應光合作用暗適應下PSⅡ的光化學信息，檢測靈敏度不高、檢測毒性物質種類有限。

發明內容

為了解決上述技術問題，針對水體污染物毒性檢測研究中光合熒光參數較多、單一熒光參數Fv/Fm水體毒性檢測靈敏度不高、可檢測的污染物種類較少等問題，本發明提出了一種基于多參數融合的光合抑制效應表征參數PI_CTE的構建方法。該方法以快速葉綠素熒光OJIP為研究對象，通過分析不同特征位點熒光對毒性物質的響應差異，融合J、I點熒光信息，并提出采用J、I點出現時間、曲線包圍面積進行數據項加權，解決水體毒性檢測中檢測污染物種類較少、靈敏度不高的問題，為水體綜合毒性的快速、準確測量提供有效手段。