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(yú)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?；瘜W(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硫酸鈉(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(jiàn)《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(yú)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(jiàn)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(kāi)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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