生物监测的方法目前正在逐步取代传统的化学检测,应用于水污染的应急管理。生物毒性检测技术的优势在于,检测人员不必把受污染的水体样品带回实验室,只要直接拿着生物试剂,就可以现场做水质综合毒性检测,为水污染的应急处理提供基础判断。
据介绍,生物毒性检测方法一种是使用鱼类、浮游生物、藻类等水生动植物作水体毒性试验,存在成本高、操作方法复杂等问题;各国的科学家们普遍倾向于利用第二种方法,即微生物毒性检测。微生物本身机体小、种群数量大、生长繁殖快,和高等动物有类似的物理化学特性和酶作用过程,是一种更理想的“试剂”。
“它们多是基于微生物的发光、细胞生长、呼吸和酶活性变化等生理指标为指征。”同济大学环境学院生物传感器实验小组成员王晨谦介绍,但这类技术实际运用效果不太理想。比如,当实验人员用发光菌对受污染水源做毒性分析时,这类菌株数量单一、难以长期保存,不仅分析费用较高,而且分析受样品色度、浊度的干扰因素比较大。而基于呼吸仪的测试方法,则容易受周围环境影响,会产生较大的实验误差。
基于上述分析,同济的学生团队发明了这种名为“多通道微生物传感器”的新型生物毒性分析方法,当毒性污染物存在时,微生物细胞的呼吸作用,会表现出相应的电流强度变化,检测人员可根据待测污染物对生物电流影响的程度,判断其毒性的强弱。
多通道微生物传感器作为一种新型的水安全卫士,具有检测污染物范围宽、操作简单、不受样品色度和浊度干扰、毒性检测结果更具客观真实性等优势。同济大学环境学院院长周琪介绍说,王晨谦小组的这项技术已经获得了独立知识产权,填补了我国环境检测技术领域的一项空白,具有广阔的市场推广前景。
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