微生物傳感器檢測污染物生物毒性的研究.pdf

1、化學(xué)工業(yè)快速發(fā)展，排放到環(huán)境中的有毒有害物質(zhì)急劇增加，對(duì)生物圈產(chǎn)生各種各樣的毒性效應(yīng)，給生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成嚴(yán)重威脅，迫切需要建立合適的方法對(duì)廢水的綜合毒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以反映其對(duì)人類及其他生物的危害。微生物傳感器是近年來發(fā)展起來的可以對(duì)環(huán)境中有毒有害物質(zhì)進(jìn)行毒性測試的新方法，本文依據(jù)有毒物質(zhì)抑制微生物呼吸活性的原理，利用固定化微生物膜作為生物敏感元件，極譜型溶解氧電極作為換能器組成毒性微生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體中有毒物質(zhì)生物毒性的快速測

2、試。 從遠(yuǎn)離污染源的苗圃土壤中分離、篩選出一株對(duì)污染物生物毒性較為敏感的菌株X4，并通過菌株形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的觀察、生理生化試驗(yàn)和16S rDNA序列分析對(duì)其進(jìn)行了鑒定，結(jié)果顯示，菌種X4與多株芽孢桿菌（Bacillus simplex）的細(xì)菌相似性最高，序列相似性達(dá)到99％。通過試驗(yàn)可知，X4的最適生長溫度為30℃，最適生長pH為7～8，最適生長條件下X4菌生長24～26 h達(dá)到穩(wěn)定期，因此確定X4用于傳感器固定化膜的最佳培養(yǎng)時(shí)間

3、為24～26h。 分別以X4菌、大腸桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、多粘類芽孢桿菌、銅綠假單胞菌、異常漢遜酵母異常變種（1265）和異常漢遜酵母異常變種（1437）為實(shí)驗(yàn)菌株，制備固定化微生物膜，組裝成毒性微生物傳感器，測試HgCl2對(duì)不同菌株好氧呼吸活性的影響。結(jié)果表明，銅綠假單胞菌能夠利用HgCl2； HgCl2對(duì)X4菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌的呼吸活性有一定的抑制作用，且對(duì)X4菌的抑制程度最強(qiáng)；其它菌種對(duì)HgCl2響應(yīng)不

4、敏感。因此，選擇出一株對(duì)污染物生物毒性最敏感的菌株X4菌。 以X4菌作為分子識(shí)別元件，使用0.45μm纖維素微孔濾膜，采用夾層法制備微生物膜并與極譜型氧電極組成毒性微生物傳感器。通過試驗(yàn)選擇了傳感器的最佳工作條件，確定了傳感器的毒性抑制分析時(shí)間為15 min，并對(duì)傳感器的性能進(jìn)行了性能測試。實(shí)驗(yàn)表明：傳感器的最佳工作溫度為30℃，測試底液的最佳pH范圍為7.0～7.5，底液中GGA的最佳濃度為20 mg/L；以HgCl2作為參比

5、毒物時(shí)，微生物傳感器的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=1.0547 x+0.2108，線性相關(guān)系數(shù)為0.9933，線性范圍為0.1～1.97mg·L-1。 試驗(yàn)考察了用于毒性測試的微生物傳感器的固定化菌膜的保存時(shí)間及活化方法。用于制作微生物傳感器的固定化菌膜的保存時(shí)間能達(dá)到30d，在加有GGA的磷酸鹽緩沖溶液中活化，固定化菌膜的活化時(shí)間為1～2 d。 用制成的微生物傳感器測試制藥廢水和垃圾滲濾液的毒性，并以HgCl2為標(biāo)準(zhǔn)毒物繪制微生物傳