文档介绍：发光细菌用于环境检测的研究进展
发光细菌用于环境检测的研究进展
摘要:发光细菌是一种能够在正常条件下发出可见光的细菌,大都生活在海洋中。野生发光细菌和基因工程发光细菌应用于环境检测,大大提高了环境检测的准确性、灵敏性。本文综述了发光真菌分类、发光机制以及发光真菌在环境检测中的应用,对发光真菌生物传感器的研究发展情况进行了简要分析,以供参考。
关键词:发光细菌环境检测研究
一、发光真菌分类
发光真菌,尤其是海洋真菌发光,是一种很早就被人们知晓的生物现象。在一定条件下,发光真菌能够发射一些可见光,一般在海洋环境中出现。根据美国Baumann分类法,将发光真菌分成以下几类,如表1。我国学者已经成功分离出了另一种发光真菌,即青海弧菌。
二、发光真菌发光机制分析
发光真菌在正常环境中,能够散发450~490nm的蓝绿色光,发光强度一般比较稳定,发光真菌发光机制大体一致。从发光反应过程来看,霉菌体内部的还原型黄素FMNH2、异性荧光素酶LE、八碳脂肪醛RCHO、氧分子O2,发生氧化反应,因而产生了光子。细菌体内部的正常氧化作用引起了发光反应,影响菌体代谢的物质会对发光反应产生影响,改变发光强度。
三、发光细菌在环境检测中的应用分析
在1672年,英国Boyle发现了发光真菌的光容易受到化学物质的影响,对发光真菌的研究产生了很大作用,海洋发光真菌也被作为了重点研究对象之一。在上个世纪七十年代,人们首次从海洋鱼类中分离出了一种对环境敏感且无害的发光真菌,可以用于对水污染的检测。
从生物检测材料来看,从理论上说,所有的生物材料都能够作为检测的材料。在对比研究了发光真菌、水蚤、动物细胞、植物细胞、小球藻等环境样品分析后,表明了发光真菌在检测灵敏度和速度方面都有很大优势。由于发光真菌发光的强度和生物的污染浓度能够呈现出线性关系,因而能够快速、灵敏、稳定地表现出环境污染情况。同时,发光真菌易于培养,成本较低,且操作简便,检测结果的精度较高,能够广泛用于质检、水产养殖、环境监测等领域。

经过研究发现,发光真菌能够对1000多种简单的化合物做出及时反应,对大范围物质毒性的反应较快,如杀鼠剂、杀真菌剂、杀虫剂、化工原料、重金属等。在1995年,我国已经将发光真菌法作为环境毒性检测的基本方法。在环境污染检测中,发光真菌能够对污染物的综合毒性和生态系统的潜在威胁进行评估,与细胞毒性试验、Ames试验、理化检测结合起来,能够使检测的结果更全面、可靠。在上个世纪八十年代,美国的SDI生物技术公司研发了一种毒性检测系统,该检测系统将发光真菌作为检测的材料,能够在15分钟内对水质毒性进行检测,该系统已被广泛应用到水质检测中。
饮水系统的安全成为全球关注的问题,饮水系统安全在线监测也成为当前亟待解决的难题。Appels等人研制出了一种TOX control的检测方法,将发光真菌检测法、紫外分光光度法结合起来,发光真菌检测法检测的对象主要是水中的未知毒性物质和综合毒性物质;紫外分光光度法的检测对象为化学物质,对其进行定量或定性测定。然后将两个分部仪器的检测数据综合起来,得出是否发出警报的结论,增强预警系统的准确性。从目前来看,TOX control检测方法已经广泛应用到饮用水安全评价中,尤其是饮用水系统在线监