手持式發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)儀

檢測(cè)水土環(huán)境樣品的評(píng)價(jià)

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，水質(zhì)生物毒性已經(jīng)逐步成為評(píng)價(jià)水質(zhì)污染的手段之一。 本文主要綜述*的生物毒性檢測(cè)技術(shù)----發(fā)光細(xì)菌法；并描述了zui小巧輕便的生物毒性檢測(cè)儀---- 手持式發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)儀的產(chǎn)品原理以及該儀器在實(shí)際 中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：發(fā)光細(xì)菌、樣品、應(yīng)用

1 生物毒性監(jiān)測(cè)的必要性

隨著工業(yè)的發(fā)展，各種化學(xué)物質(zhì)的使用，人們賴以生存的水生生態(tài)系統(tǒng)污染 日益嚴(yán)重。突發(fā)性水污染事故頻頻發(fā)生，這直接威脅到人民群眾的生命安全。這 就要求我們能夠快速準(zhǔn)確的檢測(cè)污染物的影響。如今，理化檢測(cè)日趨成熟，但是 這種經(jīng)典方法是對(duì)特定有毒化學(xué)物質(zhì)實(shí)行單個(gè)指標(biāo)控制。但水的毒性效應(yīng)是一項(xiàng) 綜合的生物學(xué)參數(shù)，環(huán)境中往往是由多種污染物同時(shí)存在，多種污染物所組成的 混合體系產(chǎn)生的毒性是所有組分疊加、拮抗、協(xié)同或抑制的綜合結(jié)果，因此需要 有快速、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)出各類污染物的綜合毒性的方法。目前水毒性測(cè)試生物學(xué)方法 包括發(fā)光細(xì)菌法、浮游動(dòng)物試驗(yàn)、藻類試驗(yàn)、魚類試驗(yàn)等,除發(fā)光細(xì)菌法外,其他 方法均操作復(fù)雜、檢測(cè)周期長(zhǎng)，在實(shí)際應(yīng)用中不方便。

2 發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)的原理

發(fā)光細(xì)菌體內(nèi)的熒光素酶催化熒光素的氧化作用, 產(chǎn)生生物發(fā)光,

化學(xué)反應(yīng) 式如下:

F M N H 2+ O 2+ R - C O - H → F M N + R -C O O H + H 2O + L i g h t

   生物發(fā)光直接與細(xì)胞的活性及代謝狀況相關(guān)。毒性物質(zhì)會(huì)改變細(xì)胞的狀態(tài), 包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、電子的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)、酶及細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu), 這些變化zui終導(dǎo)致 生物發(fā)光的減弱。化學(xué)毒性物質(zhì)毒性越強(qiáng), 抑制代謝作用越強(qiáng), 發(fā)光抑制越明顯。 通過(guò)檢測(cè)發(fā)光細(xì)菌在水樣中的發(fā)光強(qiáng)度就可以初步檢測(cè)水中的毒性。其毒性檢測(cè) 系統(tǒng)對(duì)多種不同的簡(jiǎn)單化合物和混合物的反應(yīng)敏感，而且對(duì)很大范圍的毒性物質(zhì) 及廣泛類別的化學(xué)藥劑反應(yīng)敏感。

3 實(shí)驗(yàn)儀器

手持式發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)儀

發(fā)光細(xì)菌凍干粉及配套試劑

4 測(cè)量的樣本

工業(yè)廢水、生活污水、天然水體、土壤、沉積物等。

5 樣本收集

的是用一個(gè)新的干凈的硼硅酸鹽玻璃的帶旋蓋的容器（30 到 50ml）， 容器上有刻度線（聚碳酸酯或聚丙烯容器也可）。使容器中充滿樣本液，不要留 任何可空氣的空間。使樣本液充滿容器，可以保證易揮發(fā)性物質(zhì)保留在樣本 溶液中。

6 樣本儲(chǔ)存

收集到樣本后盡可能快進(jìn)行測(cè)試以免發(fā)生不可預(yù)知的變化，如果不得不推遲 測(cè)試，將樣本冷藏到普通冰箱中(2ºC 到 8ºC)。樣本的毒性會(huì)因時(shí)間變化而發(fā)生 變化，盡量在收集到樣本的 2-4 小時(shí)內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。如果不能做到，應(yīng)該在采集到 樣本后 72 小時(shí)內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。

7 樣本準(zhǔn)備

   在分析前，大部分樣本不需要做特殊準(zhǔn)備，但對(duì)一些特定的檢測(cè)需要對(duì)一些 特別的樣本進(jìn)行測(cè)試前的準(zhǔn)備， 對(duì)于渾濁的或含有不沉淀顆粒物的水樣，需要用一些通常的處理辦法去除濁 度，比如離心；對(duì)于有明顯的顏色（特別是紅、棕或黑色）的水樣應(yīng)該在測(cè)試前 用蒸餾水或去離子水稀釋；對(duì)于含有氯的水樣首先要用硫代*(Na2S2O3)溶 液去氯，以免氯影響細(xì)菌的活性；水樣的pH值保證在 6.0-8.0 之間；對(duì)于沉 積物和土壤，測(cè)量前需要對(duì)樣本進(jìn)行浸提，然后再測(cè)量其浸提液或是稀釋液。

8 樣本檢測(cè)

1) 樣本毒性估計(jì)

1、 如果你估計(jì)你所測(cè)的樣本的毒性很弱，請(qǐng)采用“快速模式”的發(fā)光損 失率測(cè)試規(guī)程進(jìn)行測(cè)試，如果你估計(jì)毒性為中等或高時(shí)，請(qǐng)采用基本 模式的 45%或 2%的發(fā)光損失率測(cè)試規(guī)程進(jìn)行測(cè)試。

2、 一般來(lái)講，zui初原水的毒性屬于低毒性水平，可以采用“快速模式” 進(jìn)行測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)光損失太大（比如，5 分鐘出現(xiàn) 45%以上的光損 失，甚至*損失），說(shuō)明所測(cè)采樣毒性為中等甚至很高。請(qǐng)改用基 本模式的 45%或 2%的的發(fā)光損失率測(cè)試規(guī)程。

2) 日常分析

1、 使用“快速模式”或“基本模式”分析樣本毒性；

2、 按照軟件指引操作；

3、 測(cè)量結(jié)果直接顯示樣本的相對(duì)發(fā)光度，發(fā)光值和是否毒性超標(biāo)或者 合格； 

9 結(jié)果判讀標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于結(jié)果的判讀有兩種方法，如下：

1) 用戶自己可以參照所設(shè)定的毒性水平基準(zhǔn)判定測(cè)量樣本的毒性（建立毒 性水平基準(zhǔn)的方法請(qǐng)參見《毒性水平基準(zhǔn)建立方法》或公司客服人 員）。

2) 對(duì)于高毒物質(zhì)，用戶也可根據(jù)下列已有毒性等級(jí)劃分：

a. 中科院南京土壤研究所將水質(zhì)毒性分為 5 個(gè)等級(jí)，如下表所示：

表 1 水質(zhì)急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

等級(jí)    相對(duì)發(fā)光度          HgCL2 濃 度 （mg.L-1）              毒性等級(jí)

I    相對(duì)發(fā)光度 >70      HgCL2 濃 度 （mg.L-1）<0.07          毒性等級(jí) 低毒

II    相對(duì)發(fā)光度50~70    HgCL2 濃 度 （mg.L-1）0.07~0.09       毒性等級(jí) 中毒 

III   相對(duì)發(fā)光度 30~50  HgCL2 濃 度 （mg.L-1）0.09~0.12       毒性等級(jí) 重毒 

IV    相對(duì)發(fā)光度 30~0   HgCL2 濃 度 （mg.L-1） 0.12~0.16      毒性等級(jí) 高毒 

V    相對(duì)發(fā)光度0        HgCL2 濃 度 （mg.L-1 ）>0.16          毒性等級(jí)  劇毒

b. Buduch 根據(jù)發(fā)光細(xì)菌法測(cè)定結(jié)果和魚類、蚤類急性毒性試驗(yàn)結(jié)果比較, 提出了三個(gè)毒性比較方法標(biāo)準(zhǔn):1、有毒/ 無(wú)毒;2、百分?jǐn)?shù)等級(jí);3、對(duì)數(shù) 等級(jí)。我們采用百分?jǐn)?shù)等級(jí)比較法見表2 。

表 2 百分?jǐn)?shù)等級(jí)比較法劃分工業(yè)廢水等級(jí)

EC50%       毒性級(jí)別      級(jí)別

<25%          很毒         1

25%~75%       有毒         2

>75%          微毒         3

求不出 EC50%  無(wú)毒         4

c. 毒性分級(jí)對(duì)照表

表 3 毒性等級(jí)分級(jí)對(duì)照表

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10 結(jié)論

發(fā)光細(xì)菌法是檢測(cè)環(huán)境急性生物毒性的一種好方法, 該法靈敏、快速、簡(jiǎn)便、 便宜, 。它作為一個(gè)新的生物毒性指標(biāo)列入環(huán)境毒性指標(biāo)的行列，手持式發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)儀在測(cè)量中更體現(xiàn)多種優(yōu)點(diǎn)：

1) 試劑：采用符合國(guó)標(biāo) GB/T 15441 - 1995 的明亮發(fā)光桿菌，該試劑是南 京大學(xué)開發(fā)研制，在深圳完成生產(chǎn)。試劑的質(zhì)量得到了很好的保證，實(shí) 現(xiàn)了試劑的供貨期短，試劑的穩(wěn)定性好，靈敏性高； 2) 儀器設(shè)計(jì)：

a) 該儀器體積小巧，是目前zui小的發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)儀；圍繞該 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)形成了多份。

b) 儀器設(shè)計(jì)中更多體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)理念，采用了中文界面，用戶 指引式操作，不需要專業(yè)培訓(xùn)，按照操作指引也可以完成操作。 綜上，手持式發(fā)光細(xì)菌毒性檢測(cè)儀檢測(cè)水土環(huán)境樣品靈敏、 快速、廣譜、簡(jiǎn)便，是目前在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急檢測(cè)的產(chǎn)品，*國(guó)內(nèi)此類產(chǎn)品的 空白。

參考文獻(xiàn)

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