发光细菌特性及范文

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摘要：随着现代工业的不断发展，随之而来的环境问题也越来越突出。因此一些新的环境监测方法也应运而生。发光细菌检测方法就是其中的一种。它具有快速、简便、灵敏等特点，并在环境监测中的应用范围也很广泛。本文主要从发光细菌的原理、测定方法及其在环境监测中的应用等方面对其进行了阐述。

关键词：发光细菌环境监测毒性

1前言

到了二十一世纪，世界进入了工业化时代，随着现代工业的不断发展，当今世界面临着严重的环境问题。我国是一个发展中的大国,几十年来,尤其是改革开放以来经济发展突飞猛进,令全世界瞩目。但是随着工业化和城市化的不断发展，环境问题日益突出,严重影响了我国经济与社会的进一步发展。数量，种类日益增多的环境污染物迫切需要进行毒性鉴定，而传统的分析手段已难以对此做出迅速、有效、全面的回答。因此，发展新的快速，准确评价各类污染物毒性的有效方法显得非常迫切，必要。

环境中有毒物质生物毒性的测定与评价，一般用水生生物（如鱼，枣等）。植物（紫露草，蚕豆根类等）细菌或其他生物作为指示生物，以其形态，运动性，生理代谢的变化或死亡率做指标来评价环境物质的毒性。但这些方法大都操作繁琐，需要较多的仪器设备，结果不稳定，重复性差，因而难以推广应用。随着科学的不断发展，新的环境中有毒物质生物毒性的测定与评价不断建立，其指示生物包括细菌，藻类，底栖软体动物，浮游生物和鱼等，其中发光细菌因其独特的生理特性，与现代光电检测手段完美匹备的特点而备受关注，因此由其而发展起来的发光细菌毒性测试技术引人注目。发光细菌检测法是一种简单快速的生物毒性检测方法，它不仅能测试理化法所能测定的单因子指标，尤其能快速准确的测出环境的综合毒性指标，具有理化法无可比拟的特点。

2发光细菌检测有毒物质的原理

发光菌检测法是以一种非致病的明亮发光杆菌作指示生物，以其发光强度的变化为指标，测定环境中有害有毒物质的生物毒性的一种方法。细菌的发光过程是菌体内一种新陈代谢的生理过程，是光呼吸进程，是呼吸链上的一个侧支，即菌体是借助活体细胞内具有ATP、萤光素（FMN）和萤光素酶发光的。该光波长在490nm左右。这种发光过程极易受到外界条件的影响。凡是干扰或损害细菌呼吸或生理过程的任何因素都能使细菌发光强度发生变化。当有毒有害物质与发光菌接触时，发光强度立即改变，并随着毒物浓度的增加而发光减弱。这种发光强度的变化，可用一种精密测光仪定量地测定。

3发光细菌的测定方法

3.1新鲜发光细菌培养测定法

将发光菌种接种到液体发光培养基中，在适当条件下（20℃±0.5℃）振荡培养到对数生长期，一般为通气培养12小时，配制为含3％NaCl盐度的适当浓度的菌悬液加入测试管中，再加入待测液，使之和菌种接触，作用5min～15min后，读出并记录对照管和样品管发光强度。此法操作较为简便。

3.2发光细菌和藻类混合测定法

因为有些有毒物质对发光细菌没有直接的毒害作用，而对藻类有毒害作用，利用这一特性，可以把培养好的发光菌悬液和藻类悬液混合后同时加入测试管中与试液混合，经光照一段时间后测定发光菌的光强度变化。因为有毒物质对藻类的毒害作用而干扰藻类的光合作用，使之放氧能力下降，发光菌因缺氧其发光能力也随之下降，因此可根据光合作用放氧多少而导致发光菌发光强度的变化来推算出有毒物质毒性的大小。

3.3发光细菌冷冻干燥制剂测定法

把培养到对数生长期的发光细菌采用特殊方法制成干燥粉剂保藏于冰箱中制成冻干粉剂，使用时加入冷的2％NaCl溶液复苏，使其恢复到原来的生理状态和发光水平，然后用于测定。其特点是每次使用的发光菌具有相同的生理状态，对有毒物质灵敏性一致，易于定量测定，结果重复性，可行性好，操作简便，节约时间。其优点是可实行测定的质量控制。

4发光细菌在环境监测中的应用

4.1利用发光细菌法检测工业废水的综合毒性

张秀君等运用发光细菌法对污染源废水样的毒性进行测定。并以毒性较为稳定的HgCl2作参比毒物，使此法所测得的毒性定量化。据水质毒性分级标准，对水样毒性的测定结果进行评价，其结果不仅与废水样实际情况相符合，同时与鱼的毒性试验结果一致，充分说明发光菌急性毒性监测指标，对工业废水急性毒性监测所获得的毒性结果，能客观准确地反应废水的综合毒性状况，是目前工业废水综合急性毒性监测的较佳方法。

4.2利用发光细菌快速检测渔业水域污染物急性毒性

水域环境污染是导致渔业事故频繁发生的主要原因，各种含有大量有毒有害物质的废水不断进入江河湖海，当水体中的污染物达到一定的强度，就会引起水产动物的中毒甚至死亡。由于水体中的污染物十分复杂，因此难以用单一的理化指标来表示其污染程度，只能通过生物毒性试验，才能综合地评价水体的污染现状和污染物的毒性。

发光细菌不但可以应用在渔业水域的污染评价，还在渔业环保领域中有良好的发展前景。发光细菌可与现代光电子技术和计算机技术相结合制成便携式智能化的环保监测仪器，就可对渔业水体的现场连续监测进行预测预报。

4.3发光细菌在农药残留检测中的应用

有机磷农药包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂。由于有机磷农药具有药效高、品种多、防治对象多等优点，在我国农业生产中曾大量使用。但有机磷农药中的大多数品种属于高毒性，长期大量使用不但会对环境造成严重影响，且人们在食用高残留的水果蔬菜时会发生急性中毒或慢性中毒，危害食用者的身体健康。袁东星等探讨了采用发光细菌对甲胺磷、水胺硫磷、氧化乐果、敌敌畏、辛硫磷、甲基异硫磷等6种常用有机磷农药的检测。通过发光细菌对用于蔬菜的以上6种有机磷农药响应情况的分析表明，随着试样中有机磷农药浓度的增加，发光细菌的发光强度降低,发光强度与农药浓度呈负相关。发光细菌检测法的最小检出浓度为3mg•L-1。尽管发光强度与农药浓度没有严格的线形关系，但已经足以满足现场快速检测中的半定量要求。该方法的优点是快速、简便、灵敏、价廉,适用于现场，是检测蔬菜中有机磷农药残留的一种快速有效、价廉的方法。

4.4发光细菌在致癌物质生物毒性检测中的应用

含氮杂环化合物广泛存在于石油工业、食品工业、医药工业中，许多含氮杂环化合物具有强烈的“三致”作用，同时又很难为自然界的微生物所降解，会对人类健康产生潜在的危害。为了给这些物质的急性毒性、联合毒性和危险性评价提供基础数据和基本方法，江敏等研究了吲哚、吡啶、喹啉、异喹啉、2-甲基喹啉和8-羟基喹啉等6种含氮杂环化合物对发光细菌的急性毒性作用及上述物质两两混合对发光细菌的联合毒性作用。6种含氮杂环化合物纯物质对发光细菌的毒性影响结果表明，发光细菌的相对发光度均随化合物浓度的增加而线性降低，具有良好的相关性，其毒性由强至弱依次为8-羟基喹啉、异喹啉、吲哚、喹啉、2-甲基喹啉、吡啶，且所有物质两两混合的联合毒性作用均表现为相加作用。

另外，利用发光细菌法的原理和方法，凡能干扰或破坏发光细菌呼吸、生长、新陈代谢等生理过程的环境因子，例如有毒有害的物质等都可以运用发光细菌法检测生物毒性。除去上面两条，主要有：土壤重金属急性毒性效应测定和评价，土壤金属毒性的协同或拮抗效应监测。还可进行化学品的毒性评价与安全性评定，化学危险品的风险评定，以及环境污染物的致突变性的评价以及环境保护处理设施效果的监控。

5展望

由于发光细菌法与其他生物监测方法相比具有快速、简便、灵敏等特点，相信在水域(水体)水质评价、水质水量污染控制、水质管理以及水域(水体)规划方面发挥更大的作用。发光细菌法已在水质、环境评价以及生态规划中得到了广泛的应用。随着技术的发展，发光细菌法将和电子技术以及光电技术相结合,逐步发展为在线监测系统，为水质分析提供更加快速的测试手段。另一发展方向就是和先进的化学分析方法相结合，为环境监测提供更加全面和细微的毒性分析。总之，出于发光细菌法具有其独特的优点，世界各国都在努力完善它，相信这一测试方法在环境监测中发挥更大的作用。