發光細菌特性及范文

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摘要：隨著現代工業的不斷發展，隨之而來的環境問題也越來越突出。因此一些新的環境監測方法也應運而生。發光細菌檢測方法就是其中的一種。它具有快速、簡便、靈敏等特點，并在環境監測中的應用范圍也很廣泛。本文主要從發光細菌的原理、測定方法及其在環境監測中的應用等方面對其進行了闡述。

關鍵詞：發光細菌環境監測毒性

1前言

到了二十一世紀，世界進入了工業化時代，隨著現代工業的不斷發展，當今世界面臨著嚴重的環境問題。我國是一個發展中的大國,幾十年來,尤其是改革開放以來經濟發展突飛猛進,令全世界矚目。但是隨著工業化和城市化的不斷發展，環境問題日益突出,嚴重影響了我國經濟與社會的進一步發展。數量，種類日益增多的環境污染物迫切需要進行毒性鑒定，而傳統的分析手段已難以對此做出迅速、有效、全面的回答。因此，發展新的快速，準確評價各類污染物毒性的有效方法顯得非常迫切，必要。

環境中有毒物質生物毒性的測定與評價，一般用水生生物（如魚，棗等）。植物（紫露草，蠶豆根類等）細菌或其他生物作為指示生物，以其形態，運動性，生理代謝的變化或死亡率做指標來評價環境物質的毒性。但這些方法大都操作繁瑣，需要較多的儀器設備，結果不穩定，重復性差，因而難以推廣應用。隨著科學的不斷發展，新的環境中有毒物質生物毒性的測定與評價不斷建立，其指示生物包括細菌，藻類，底棲軟體動物，浮游生物和魚等，其中發光細菌因其獨特的生理特性，與現代光電檢測手段完美匹備的特點而備受關注，因此由其而發展起來的發光細菌毒性測試技術引人注目。發光細菌檢測法是一種簡單快速的生物毒性檢測方法，它不僅能測試理化法所能測定的單因子指標，尤其能快速準確的測出環境的綜合毒性指標，具有理化法無可比擬的特點。

2發光細菌檢測有毒物質的原理

發光菌檢測法是以一種非致病的明亮發光桿菌作指示生物，以其發光強度的變化為指標，測定環境中有害有毒物質的生物毒性的一種方法。細菌的發光過程是菌體內一種新陳代謝的生理過程，是光呼吸進程，是呼吸鏈上的一個側支，即菌體是借助活體細胞內具有ATP、螢光素（FMN）和螢光素酶發光的。該光波長在490nm左右。這種發光過程極易受到外界條件的影響。凡是干擾或損害細菌呼吸或生理過程的任何因素都能使細菌發光強度發生變化。當有毒有害物質與發光菌接觸時，發光強度立即改變，并隨著毒物濃度的增加而發光減弱。這種發光強度的變化，可用一種精密測光儀定量地測定。

3發光細菌的測定方法

3.1新鮮發光細菌培養測定法

將發光菌種接種到液體發光培養基中，在適當條件下（20℃±0.5℃）振蕩培養到對數生長期，一般為通氣培養12小時，配制為含3％NaCl鹽度的適當濃度的菌懸液加入測試管中，再加入待測液，使之和菌種接觸，作用5min～15min后，讀出并記錄對照管和樣品管發光強度。此法操作較為簡便。

3.2發光細菌和藻類混合測定法

因為有些有毒物質對發光細菌沒有直接的毒害作用，而對藻類有毒害作用，利用這一特性，可以把培養好的發光菌懸液和藻類懸液混合后同時加入測試管中與試液混合，經光照一段時間后測定發光菌的光強度變化。因為有毒物質對藻類的毒害作用而干擾藻類的光合作用，使之放氧能力下降，發光菌因缺氧其發光能力也隨之下降，因此可根據光合作用放氧多少而導致發光菌發光強度的變化來推算出有毒物質毒性的大小。

3.3發光細菌冷凍干燥制劑測定法

把培養到對數生長期的發光細菌采用特殊方法制成干燥粉劑保藏于冰箱中制成凍干粉劑，使用時加入冷的2％NaCl溶液復蘇，使其恢復到原來的生理狀態和發光水平，然后用于測定。其特點是每次使用的發光菌具有相同的生理狀態，對有毒物質靈敏性一致，易于定量測定，結果重復性，可行性好，操作簡便，節約時間。其優點是可實行測定的質量控制。

4發光細菌在環境監測中的應用

4.1利用發光細菌法檢測工業廢水的綜合毒性

張秀君等運用發光細菌法對污染源廢水樣的毒性進行測定。并以毒性較為穩定的HgCl2作參比毒物，使此法所測得的毒性定量化。據水質毒性分級標準，對水樣毒性的測定結果進行評價，其結果不僅與廢水樣實際情況相符合，同時與魚的毒性試驗結果一致，充分說明發光菌急性毒性監測指標，對工業廢水急性毒性監測所獲得的毒性結果，能客觀準確地反應廢水的綜合毒性狀況，是目前工業廢水綜合急性毒性監測的較佳方法。

4.2利用發光細菌快速檢測漁業水域污染物急性毒性

水域環境污染是導致漁業事故頻繁發生的主要原因，各種含有大量有毒有害物質的廢水不斷進入江河湖海，當水體中的污染物達到一定的強度，就會引起水產動物的中毒甚至死亡。由于水體中的污染物十分復雜，因此難以用單一的理化指標來表示其污染程度，只能通過生物毒性試驗，才能綜合地評價水體的污染現狀和污染物的毒性。

發光細菌不但可以應用在漁業水域的污染評價，還在漁業環保領域中有良好的發展前景。發光細菌可與現代光電子技術和計算機技術相結合制成便攜式智能化的環保監測儀器，就可對漁業水體的現場連續監測進行預測預報。

4.3發光細菌在農藥殘留檢測中的應用

有機磷農藥包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑。由于有機磷農藥具有藥效高、品種多、防治對象多等優點，在我國農業生產中曾大量使用。但有機磷農藥中的大多數品種屬于高毒性，長期大量使用不但會對環境造成嚴重影響，且人們在食用高殘留的水果蔬菜時會發生急性中毒或慢性中毒，危害食用者的身體健康。袁東星等探討了采用發光細菌對甲胺磷、水胺硫磷、氧化樂果、敵敵畏、辛硫磷、甲基異硫磷等6種常用有機磷農藥的檢測。通過發光細菌對用于蔬菜的以上6種有機磷農藥響應情況的分析表明，隨著試樣中有機磷農藥濃度的增加，發光細菌的發光強度降低,發光強度與農藥濃度呈負相關。發光細菌檢測法的最小檢出濃度為3mg•L-1。盡管發光強度與農藥濃度沒有嚴格的線形關系，但已經足以滿足現場快速檢測中的半定量要求。該方法的優點是快速、簡便、靈敏、價廉,適用于現場，是檢測蔬菜中有機磷農藥殘留的一種快速有效、價廉的方法。

4.4發光細菌在致癌物質生物毒性檢測中的應用

含氮雜環化合物廣泛存在于石油工業、食品工業、醫藥工業中，許多含氮雜環化合物具有強烈的“三致”作用，同時又很難為自然界的微生物所降解，會對人類健康產生潛在的危害。為了給這些物質的急性毒性、聯合毒性和危險性評價提供基礎數據和基本方法，江敏等研究了吲哚、吡啶、喹啉、異喹啉、2-甲基喹啉和8-羥基喹啉等6種含氮雜環化合物對發光細菌的急性毒性作用及上述物質兩兩混合對發光細菌的聯合毒性作用。6種含氮雜環化合物純物質對發光細菌的毒性影響結果表明，發光細菌的相對發光度均隨化合物濃度的增加而線性降低，具有良好的相關性，其毒性由強至弱依次為8-羥基喹啉、異喹啉、吲哚、喹啉、2-甲基喹啉、吡啶，且所有物質兩兩混合的聯合毒性作用均表現為相加作用。

另外，利用發光細菌法的原理和方法，凡能干擾或破壞發光細菌呼吸、生長、新陳代謝等生理過程的環境因子，例如有毒有害的物質等都可以運用發光細菌法檢測生物毒性。除去上面兩條，主要有：土壤重金屬急性毒性效應測定和評價，土壤金屬毒性的協同或拮抗效應監測。還可進行化學品的毒性評價與安全性評定，化學危險品的風險評定，以及環境污染物的致突變性的評價以及環境保護處理設施效果的監控。

5展望

由于發光細菌法與其他生物監測方法相比具有快速、簡便、靈敏等特點，相信在水域(水體)水質評價、水質水量污染控制、水質管理以及水域(水體)規劃方面發揮更大的作用。發光細菌法已在水質、環境評價以及生態規劃中得到了廣泛的應用。隨著技術的發展，發光細菌法將和電子技術以及光電技術相結合,逐步發展為在線監測系統，為水質分析提供更加快速的測試手段。另一發展方向就是和先進的化學分析方法相結合，為環境監測提供更加全面和細微的毒性分析。總之，出于發光細菌法具有其獨特的優點，世界各國都在努力完善它，相信這一測試方法在環境監測中發揮更大的作用。