[發(fā)明專利]一種生物膜傳感器及用其檢測(cè)生物毒性的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310382621.X
• 申請(qǐng)日: 2023-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN116555085A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪婧婷;楊旭;董崇;占國(guó)強(qiáng);鄭德聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;G01N27/30;C12R1/38;C12R1/01
• 代理公司: 成都坤倫厚樸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51247
• 代理人: 李紅靈

本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，具體涉及一種生物膜傳感器及用其檢測(cè)生物毒性的方法。具體技術(shù)方案為：一種菌制劑，包括地桿菌、不動(dòng)桿菌和假單胞菌。利用所述菌制劑制備傳感器并用其檢測(cè)污染物的生物毒性。本發(fā)明提供了一種新的生物膜傳感器，基于地桿菌較高的電活性，及配合培養(yǎng)時(shí)限制碳源用量，最終獲得厚度低于現(xiàn)有技術(shù)的電活性生物膜，并實(shí)現(xiàn)了極高的檢測(cè)靈敏度，具有巨大的檢測(cè)應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，具體涉及一種生物膜傳感器及用其檢測(cè)生物毒性的方法。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)藥、生化領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新污染物(有毒有害化學(xué)物質(zhì))例如氨芐西林、紅霉素、三氯乙酸、三氯乙醛等也逐漸走入人們的視野。與傳統(tǒng)的環(huán)境污染物相比，新污染物多具有器官毒性、神經(jīng)毒性、生殖和發(fā)育毒性、免疫毒性、內(nèi)分泌干擾效應(yīng)、致癌性、致畸性等多種生物毒性，容易對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重影響。因此，檢測(cè)新污染物生物毒性對(duì)于科學(xué)篩查評(píng)估新污染物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)非常重要。

現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)中，基于水生動(dòng)物和發(fā)光細(xì)菌的水體生物毒性方法準(zhǔn)確性較高，但存在檢測(cè)指標(biāo)假陰性高、客觀性弱等缺陷，限制了其廣泛應(yīng)用。而使用酶、抗體和DNA作為敏感元件的生物電化學(xué)傳感器可以彌補(bǔ)上述缺陷，但又存在成本高、壽命短、可持續(xù)性差及對(duì)水環(huán)境要求苛刻等問題，難以在實(shí)踐中進(jìn)行使用。

電活性生物膜傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快速、成本低等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)的關(guān)鍵在于電極生物膜的篩選。迄今為止，多數(shù)電活性生物膜傳感器均采用生物陽(yáng)極作為傳感元件，通過陽(yáng)極消耗有機(jī)物產(chǎn)生電流，毒性污染物通過抑制敏感微生物的活性衰減電流，從而表征污染物的毒性程度。然而，純菌所構(gòu)建的系統(tǒng)難以在開放環(huán)境中進(jìn)行使用。

并且，環(huán)境中新污染物的實(shí)際濃度極低，對(duì)生物傳感器的靈敏度要求較高?，F(xiàn)有技術(shù)中的陽(yáng)極生物膜大多過厚，極大影響了檢測(cè)靈敏度。因此，調(diào)節(jié)生物膜的厚度是保證生物膜靈敏度的關(guān)鍵。

綜上，如果能開發(fā)一種能夠快速、靈敏檢測(cè)新污染物的生物毒性電活性生物膜傳感器，有利于推進(jìn)對(duì)新污染物的全過程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種生物膜傳感器及用其檢測(cè)生物毒性的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種菌制劑，所述菌制劑包括地桿菌(Geobactersulfurreducens)、不動(dòng)桿菌(Acinetobactersp.)和假單胞菌(Pseudomonas?sp.)。

優(yōu)選的，所述假單胞菌為假單胞菌CIB-66，于2022年5月16日保藏在中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號(hào)為CCTCC?NO:M?2022638。

優(yōu)選的，所述假單胞菌為假單胞菌CIB-66，其16S?rDNA如SEQ.ID.NO：1所示。

優(yōu)選的，按活菌量，地桿菌：不動(dòng)桿菌：假單胞菌＝3:1:1。

相應(yīng)的，所述菌制劑在檢測(cè)污染物生物毒性中的應(yīng)用。

相應(yīng)的，利用所述菌制劑制備生物膜的方法，所述方法中使用的營(yíng)養(yǎng)成分中的碳源只提供維持微生物生存的量。

相應(yīng)的，利用所述菌制劑制備的傳感器，所述傳感器的陽(yáng)極電極上接種有所述菌制劑，所述陽(yáng)極電解液中包括可維持菌制劑正常生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)成分。

相應(yīng)的，所述傳感器在檢測(cè)污染物生物毒性中的應(yīng)用。

優(yōu)選的，所述檢測(cè)的方法為：待電流穩(wěn)定后，向陽(yáng)極加入待檢測(cè)污染物。

優(yōu)選的，所述檢測(cè)的方法為：加入待檢測(cè)污染物后，根據(jù)電流變化情況判斷污染物的生物毒性。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提供了一種新的生物膜傳感器，基于地桿菌較高的電活性，及配合培養(yǎng)時(shí)限制碳源用量，最終獲得厚度遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)的電活性生物膜，并實(shí)現(xiàn)了極高的檢測(cè)靈敏度，具有巨大的檢測(cè)應(yīng)用潛力。