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手持式发光细菌毒性检测仪

检测水土环境样品的评价

摘要：随着社会的发展，水质生物毒性已经逐步成为评价水质污染的手段之一。 本文主要综述国内外*的生物毒性检测技术----发光细菌法；并描述了zui小巧轻便的生物毒性检测仪---- 手持式发光细菌毒性检测仪的产品原理以及该仪器在实际 中的应用。

关键字：发光细菌、样品、应用

1 生物毒性监测的必要性

随着工业的发展，各种化学物质的使用，人们赖以生存的水生生态系统污染 日益严重。突发性水污染事故频频发生，这直接威胁到人民群众的生命安全。这 就要求我们能够快速准确的检测污染物的影响。如今，理化检测日趋成熟，但是 这种经典方法是对特定有毒化学物质实行单个指标控制。但水的毒性效应是一项 综合的生物学参数，环境中往往是由多种污染物同时存在，多种污染物所组成的 混合体系产生的毒性是所有组分叠加、拮抗、协同或抑制的综合结果，因此需要 有快速、准确评价出各类污染物的综合毒性的方法。目前水毒性测试生物学方法 包括发光细菌法、浮游动物试验、藻类试验、鱼类试验等,除发光细菌法外,其他 方法均操作复杂、检测周期长，在实际应用中不方便。

2 发光细菌毒性检测的原理

发光细菌体内的荧光素酶催化荧光素的氧化作用, 产生生物发光,

化学反应 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

   生物发光直接与细胞的活性及代谢状况相关。毒性物质会改变细胞的状态, 包括细胞壁、细胞膜、电子的转移系统、酶及细胞质的结构, 这些变化zui终导致 生物发光的减弱。化学毒性物质毒性越强, 抑制代谢作用越强, 发光抑制越明显。 通过检测发光细菌在水样中的发光强度就可以初步检测水中的毒性。其毒性检测 系统对多种不同的简单化合物和混合物的反应敏感，而且对很大范围的毒性物质 及广泛类别的化学药剂反应敏感。

3 实验仪器

手持式发光细菌检测仪

发光细菌冻干粉及配套试剂

4 测量的样本

工业废水、生活污水、天然水体、土壤、沉积物等。

5 样本收集

的是用一个新的干净的硼硅酸盐玻璃的带旋盖的容器（30 到 50ml）， 容器上有刻度线（聚碳酸酯或聚丙烯容器也可）。使容器中充满样本液，不要留 任何可空气的空间。使样本液充满容器，可以保证易挥发性物质保留在样本 溶液中。

6 样本储存

收集到样本后尽可能快进行测试以免发生不可预知的变化，如果不得不推迟 测试，将样本冷藏到普通冰箱中(2ºC 到 8ºC)。样本的毒性会因时间变化而发生 变化，尽量在收集到样本的 2-4 小时内进行检测。如果不能做到，应该在采集到 样本后 72 小时内进行检测。

7 样本准备

   在分析前，大部分样本不需要做特殊准备，但对一些特定的检测需要对一些 特别的样本进行测试前的准备， 对于浑浊的或含有不沉淀颗粒物的水样，需要用一些通常的处理办法去除浊 度，比如离心；对于有明显的颜色（特别是红、棕或黑色）的水样应该在测试前 用蒸馏水或去离子水稀释；对于含有氯的水样首先要用*(Na2S2O3)溶 液去氯，以免氯影响细菌的活性；水样的pH值保证在 6.0-8.0 之间；对于沉 积物和土壤，测量前需要对样本进行浸提，然后再测量其浸提液或是稀释液。

8 样本检测

1) 样本毒性估计

1、 如果你估计你所测的样本的毒性很弱，请采用“快速模式”的发光损 失率测试规程进行测试，如果你估计毒性为中等或高时，请采用基本 模式的 45%或 2%的发光损失率测试规程进行测试。

2、 一般来讲，zui初原水的毒性属于低毒性水平，可以采用“快速模式” 进行测试，如果发现光损失太大（比如，5 分钟出现 45%以上的光损 失，甚至*损失），说明所测采样毒性为中等甚至很高。请改用基 本模式的 45%或 2%的的发光损失率测试规程。

2) 日常分析

1、 使用“快速模式”或“基本模式”分析样本毒性；

2、 按照软件指引操作；

3、 测量结果直接显示样本的相对发光度，发光值和是否毒性超标或者 合格； 

9 结果判读标准

对于结果的判读有两种方法，如下：

1) 用户自己可以参照所设定的毒性水平基准判定测量样本的毒性（建立毒 性水平基准的方法请参见《毒性水平基准建立方法》或公司客服人 员）。

2) 对于高毒物质，用户也可根据下列已有毒性等级划分：

a. 中科院南京土壤研究所将水质毒性分为 5 个等级，如下表所示：

表 1 水质急性毒性分级标准

等级    相对发光度          HgCL2 浓 度 （mg.L-1）              毒性等级

I    相对发光度 >70      HgCL2 浓 度 （mg.L-1）<0.07          毒性等级 低毒

II    相对发光度50~70    HgCL2 浓 度 （mg.L-1）0.07~0.09       毒性等级 中毒 

III   相对发光度 30~50  HgCL2 浓 度 （mg.L-1）0.09~0.12       毒性等级 重毒 

IV    相对发光度 30~0   HgCL2 浓 度 （mg.L-1） 0.12~0.16      毒性等级 高毒 

V    相对发光度0        HgCL2 浓 度 （mg.L-1 ）>0.16          毒性等级  剧毒

b. Buduch 根据发光细菌法测定结果和鱼类、蚤类急性毒性试验结果比较, 提出了三个毒性比较方法标准:1、有毒/ 无毒;2、百分数等级;3、对数 等级。我们采用百分数等级比较法见表2 。

表 2 百分数等级比较法划分工业废水等级

EC50%       毒性级别      级别

<25%          很毒         1

25%~75%       有毒         2

>75%          微毒         3

求不出 EC50%  无毒         4

c. 毒性分级对照表

表 3 毒性等级分级对照表

详询本公司

10 结论

发光细菌法是检测环境急性生物毒性的一种好方法, 该法灵敏、快速、简便、 便宜, 。它作为一个新的生物毒性指标列入环境毒性指标的行列，手持式发光细菌检测仪在测量中更体现多种优点：

1) 试剂：采用符合国标 GB/T 15441 - 1995 的明亮发光杆菌，该试剂是南 京大学开发研制，在深圳完成生产。试剂的质量得到了很好的保证，实 现了试剂的供货期短，试剂的稳定性好，灵敏性高； 2) 仪器设计：

a) 该仪器体积小巧，是目前zui小的发光细菌毒性检测仪；围绕该 产品的设计形成了多份。

b) 仪器设计中更多体现了人性化的设计理念，采用了中文界面，用户 指引式操作，不需要专业培训，按照操作指引也可以完成操作。 综上，手持式发光细菌毒性检测仪检测水土环境样品灵敏、 快速、广谱、简便，是目前在现场应急检测的产品，*了国内此类产品的 空白。

参考文献

[1]潘海祥,楼小平,王军海. 发光细菌法用于给水系统的毒性监测及预警[ J ]. 中 国给水排水, 2008, 24 (8) : 73-76.

[2] 蒋园芳. 发光细菌检测水中综合毒性[ J ]. 科技资讯, 2008, 30 : 215-217. 第 6 页 共 6 页

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[4] 吴向华. 发光细菌法测定有机污染土壤的生物毒性[ J ]. 江苏农业科学, 2008, 5 : 285-287.

[4] 顾宗濂. 发光细菌法检测水土环境毒性的进展和评价[ J ]. 环境科学与技术, 1987, 2 : 2-4