专利名称：利用高压静电激活发光微生物检测饮用水急性毒物的方法
技术领域：
本发明专利属饮用水急性毒物快速检测方法.涉及一种利用高压静电激活微生
物检测饮用水急性毒物的方法.
背景技术：
近几年，世界各国对饮用水的安全都给予高度重视，但一些饮用水毒性事件屡 有发生.如2007年发生在我国哈尔滨市黑龙江省中医研究院的饮用水投毒事件，导致 200余人中毒.为了防止水源地污染，特别是二次供水水源污染，确保人民群众的饮用水 安全.需对饮用水源进行在线检测.饮用水源检测有许多种方法，主要分为化学分析和 生物检测.生物检测法又主要包括鱼类试验、藻类试验、D. magna试验和微生物传感器 (Microtox)法.(1)化学分析法化学分析是人们较常用的检测手段，但对于综合性样品的 处理研究表明，特异性化学分析测定未知样品的毒性仅占毒性检测的20% .化学分析虽然 灵敏、准确，但由于时间、费用以及对样品的不可知性以及需在实验室进行使其在毒性的实 际筛选中受到很大限制；另外，混合样品中不同的化合物彼此之间存在着协同或拮抗作用， 所以最终的毒性作用并非单一物质作用的加减，因此必须使用生物方法对综合的毒性效应 (尤其对于未知物)进行测定.从另一方面讲，毒性是一项综合的生物学参数，它是衡量样 品对活性生物体所产生的影响，不能以化学分析的方法进行测定.(2)生物检测法传统的 急性毒性(acute toxicity)概念是指人或实验动物一次或24h内多次接触受试物后引起 的中毒反应，甚至死亡.结果多以半数致死浓度(LC50)表示.以微生物为检测手段时多称 为生物毒性，常选择微生物的某一项或几项生理指标作为指征(如细胞生长、呼吸、酶活性 等)，根据待测物影响这些指征的程度来判断毒性的强度.采用的评价指标为半数有效浓 度(EC50)或半数抑制浓度(IC50)值，即计算影响获抑制生物某种正常生理指标值50%所 需的待测物浓度. 一般可认为EC50或IC50可与哺乳动物试验的LC50进行类比.常规哺 乳动物实验存在周期长、成本高、方法复杂等局限性，且使用高等生物进行试验，会引起众 多的争议.目前所应用的生物检测主要包括鱼类试验、藻类试验、D. magna试验和微生物 (Microtox)法，前三种试验周期长、操作复杂，而微生物法解决了上述问题，并且数据的准 确性和重复性也明显提高.发光作用是发光细菌正常生理状态下所具有的性质，它是细胞 呼吸作用的副产物，而呼吸作用则是细胞和生物代谢的基本过程，细菌的发光直接和其呼 吸相关，当细胞活性受到毒性物质作用后，其活性将受到抑制，从而使呼吸速率下降，进而 导致发光降低，样品的毒性越强，发光细菌的光损失越多，以细菌发光法测定样品的毒性已 经被证明是一种方便、可靠的生物传感方法.该方法使用冻干的发光细菌制剂，测定发光 细菌代谢的抑制情况，从而计算出样品的毒性.发光细菌毒性检测的原理即发光细菌体内 的荧光素酶催化荧光素的氧化作用，反应如下
FMNH2+02+R-C0-H — FMN+R-C00H+H20+Light 从而产生生物发光，它直接与细胞的活性及代谢状况相关.毒性物质将改变细胞 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，这些变化最终将导致生物发光的减弱.通过生物发光光强的测定即可计算得到样品毒性的强弱.该方法以通过工 业、研究和政府的试验被证实有效.同时该测试方法已在多个国家被认可为官方标准，如 美国的ASTM(D-5660) ， IS011348-3 (水质测定-水样对于发光细菌的抑制效应测定)的草 案也已经得到批准.另外，这一方法已被提交美国环保局作为全废水毒性测定(WET)的测 试，从而作为国家污染和排放物减除系统(NPDES)中一项新方法.加拿大已经批准该方法 为常规的测试应用于石油钻井中的排水监测.微生物传感器法也已被列入德国国家标准 (DIN38412)和国际标准(IS011348).德国水管理法(WHG)规定对填埋厂渗出液和工业冷却 水进行发光细菌毒性测试，这些废水的毒性将造成严重的问题，如生物污水处理系统和地 表水的破坏，因此，WHG明确规定了废水排放的毒性限制.废水监测的目标是含盖90%以上 的部门，包括医院废水，大量使用清洁剂和表面活性剂的部门(如食品和饮料业)，石油工 业等.近30年来，微生物学检测方法因其快速、灵敏、经济等特点得以迅速发展，有些已被
各国及国际标准化组织列为标准方法.虽然微生物已得到了公认，但由于发光微生物需在 冻干粉状态下保存，使用时需解冻、稀释等工序，因而不能满足实时预警、快速检测等要求， 特别是它必须由冻干粉稀释等常用程序完成检测，因而必需要有人现场参与才能完成，要 实现快速检测必须解决冻干粉的解冻及稀释问题.本专利主要就是解决这个问题.利用高 压静电对微生物的"保鲜及激活"作用，将发光微生物先解冻稀释并保存在适当的高压静电 场中以备使用，从而解决了需要等待及必须在检测时需要人工参与，为自动检测打下了良 好的基础.高压静电场对发光微生物的作用是一把双刃剑，过高的高压静电可以杀死微生 物，因而高压静电场电压值及极性的确定是关键.根据预计需要使用的时间可以调整相应 的电压值.将检测样品加入高压静电场保存的稀释好的发光微生物的试管内，使用时将发 光微生物取出分别等量分如两个试管内，其中向一个试管内加入5ml蒸馏水，向另一试管 内加入饮用水样品5ml，利用弱光检测仪即可检测出两试管的光强的差值，即急性毒物引起 的微生物发光强度的改变，通过同标定的数据比较即可得出急性毒物的定性含量.
发明内容
本发明专利的目的是提供一种饮用水的快速、定性急性毒性检测方法. 本发明高压静电激活微生物检测饮用水急性毒物方法主要是通过发光微生物在
高压静电作用下激活保存备用，从而节省了原来需要解冻冻干粉的时间，为在线检测提供
条件.在经过适当的高压静电场保存和激活后的发光微生物可以直接用来进行饮用水的
急性毒性检测.只要将检测样品放入静电激活后的放光微生物试管内即可通过发光微生
物发出的光的改变反映出是否有急性毒物及含量的多少.发光微生物光的变化可以通过
弱光检测仪或光电倍增管检测.
图1为利用高压静电激活发光微生物检测饮用水急性毒物的方法的原理框图.
具体实施例方式
预先将发光微生物解冻并稀释，根据预计要使用的时间调整高压静电值.6小时 内为600伏；12-6小时为500伏；18-12小时为400伏；24-18小时为350小时.然后将发光微生物试管放入静电场内保存，使用时直接取出，分别等量装入两个试管，一试管内加入 5ml蒸馏水搅拌；另一试管加入5ml饮用水样品搅拌，用弱光仪(或光电倍增管)检测出两 试管发光强度的改变，比较标定数据即可测出急性毒性的定性含量.
权利要求
一种利用高压静电激活发光微生物检测饮用水急性毒物的方法，其特征是在利用发光微生物进行饮用水急性毒性检测之前，先对发光微生物进行高压静电处理。
全文摘要
一种利用高压静电激活发光微生物检测饮用水急性毒物的方法，本发明属饮用水急性毒物快速检测方法，涉及一种利用高压静电激活微生物检测饮用水急性毒物的方法，本发明主要利用高压静电对发光微生物的“保鲜及激活”作用，将发光微生物先解冻稀释并保存在适当的高压静电场中以备使用，从而解决了需要等待及必须在检测时需要人工参与，为自动检测打下了良好的基础。根据预计需要使用的时间可以调整相应的电压值。将检测样品加入高压静电场保存的稀释好的发光微生物的试管内，利用弱光检测仪检测出发光微生物的发光强度的改变即可检测出样品的急性毒性。
文档编号G01N33/48GK101726575SQ20081005127
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者魏胜非 申请人:魏胜非