近期，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研制出了國內(nèi)首臺基于電化學(xué)原理的水質(zhì)毒性檢測設(shè)備Model ETOX-1801。
水污染問題日益嚴(yán)重，與此同時(shí)也開發(fā)出許多靈敏、有效的環(huán)境監(jiān)測方法，這些方法可以劃分為兩類：分析技術(shù)和生物監(jiān)測。其中分析技術(shù)常常用于廢水常規(guī)指標(biāo)的測試，但不能反應(yīng)水質(zhì)綜合毒性的大小。傳統(tǒng)的生物監(jiān)測以水蚤、藻類或魚類為受試對象，雖然能反映毒物對生物的直接影響，但是這些方法的最大缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)周期長，實(shí)驗(yàn)過程比較繁瑣。
近期，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研制出了國內(nèi)首臺基于電化學(xué)原理的水質(zhì)毒性檢測設(shè)備Model ETOX-1801。該設(shè)備可對江河、湖泊、水庫、餐飲廢水、實(shí)驗(yàn)室廢液和工業(yè)廢水等多種實(shí)際水樣的微生物急性毒性進(jìn)行快速檢測。與目前的國家標(biāo)準(zhǔn)方法-發(fā)光細(xì)菌法(GB/T15441-1995)相比，該設(shè)備在高濁度和有色水樣的毒性檢測方面有更優(yōu)的抗干擾性，檢測時(shí)間更短，儀器運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便快捷。目前該設(shè)備的試用機(jī)已面向用戶開展實(shí)用測試。
電化學(xué)原理
是研究兩類導(dǎo)體形成的帶電界面現(xiàn)象及其上所發(fā)生的變化的科學(xué)。電和化學(xué)反應(yīng)相互作用可通過電池來完成，也可利用高壓靜電放電來實(shí)現(xiàn)(如氧通過無聲放電管轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞?，二者統(tǒng)稱電化學(xué)，后者為電化學(xué)的一個(gè)分支，稱放電化學(xué)。由于放電化學(xué)有了專門的名稱，因而，電化學(xué)往往專門指“電池的科學(xué)”。
電化學(xué)如今已形成了合成電化學(xué)、量子電化學(xué)、半導(dǎo)體電化學(xué)、有機(jī)導(dǎo)體電化學(xué)、光譜電化學(xué)、生物電化學(xué)等多個(gè)分支。電化學(xué)在化工、冶金、機(jī)械、電子、航空、航天、輕工、儀表、醫(yī)學(xué)、材料、能源、金屬腐蝕與防護(hù)、環(huán)境科學(xué)等科技領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前世界上十分關(guān)注的研究課題, 如能源、材料、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)等等都與電化學(xué)以各種各樣的方式關(guān)聯(lián)在一起。
發(fā)光細(xì)菌法
針對傳統(tǒng)生物毒性檢測方法的不足，研究和開發(fā)新型生物毒性監(jiān)測技術(shù)——發(fā)光細(xì)菌法。該方法以簡便的操作方式、測量結(jié)果一目了然。
一般發(fā)光細(xì)菌長約1.5-3um(微米)，寬度0.5-0.8um，因此肉眼根本看不到，要用顯微鏡放大至1千倍時(shí)方可以分辨它們的體形。而它們的發(fā)光，也要在特定的條件中才能看得見。青?；【俏ㄒ坏姆侵虏⌒偷l(fā)光菌，所以專利產(chǎn)品青海弧菌凍干粉在運(yùn)輸、使用過程中安全可靠，對廢棄的菌液也不用進(jìn)行特殊處理，不會引起二次污染。
目前,水體中有毒物質(zhì)生物毒性的測定,一般用魚、水生物、細(xì)菌或其他生物作指示生物,以其形態(tài)、運(yùn)動(dòng)性、生理代謝的變化或死亡率作指標(biāo)來評價(jià)水體的毒性。這些方法大都操作繁瑣,需要較多的儀器設(shè)備,結(jié)果不穩(wěn)定,重復(fù)性差,需時(shí)長,因而難以推廣應(yīng)用。發(fā)光細(xì)菌法是一種簡便快速測定環(huán)境水樣中有毒物質(zhì)生物毒性的新方法。該方法利用一種海洋發(fā)光細(xì)菌作指示生物,以其發(fā)光強(qiáng)度的變化作指標(biāo)來測定毒物生物毒性。
進(jìn)行生物發(fā)光的細(xì)菌。多數(shù)為海生，與發(fā)光浮游生物同能引起海面發(fā)光。目前國內(nèi)常用的3種發(fā)光細(xì)菌為：明亮發(fā)光桿菌、費(fèi)氏弧菌、青海弧菌。
發(fā)光細(xì)菌所含的發(fā)光基因表達(dá)的直接結(jié)果是產(chǎn)生生物發(fā)光，非常直觀而且易于檢測，因而被廣泛應(yīng)用于基因操作，作為標(biāo)記基因和報(bào)告基因來研究基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)、表達(dá)和調(diào)控。另外，通過基因工程而產(chǎn)生的很多基因工程發(fā)光細(xì)菌的研究和應(yīng)用也很有價(jià)值。
完整的發(fā)光基因系統(tǒng)已經(jīng)被成功地轉(zhuǎn)入其他細(xì)胞中，如原核細(xì)胞、真核細(xì)胞和哺乳動(dòng)物細(xì)胞。lux基因可以作為一個(gè)很好的標(biāo)記基因重組在質(zhì)粒載體或其他載體上。若將發(fā)光基因系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)基因放在一個(gè)被試的啟動(dòng)子的下游，一并插入載體DNA中進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，可通過宿主細(xì)胞是否發(fā)光確定轉(zhuǎn)導(dǎo)是否成功，并通過宿主細(xì)胞的發(fā)光強(qiáng)度的高低來確定發(fā)光基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平和結(jié)構(gòu)基因上游的啟動(dòng)子的活性大小。
另外，還可以用發(fā)光基因來研究終止子的活性大小，以及研究其他細(xì)胞內(nèi)的某些基因的表達(dá)與調(diào)控的規(guī)律。利用含有l(wèi)ux系統(tǒng)的具有感染力的載體(噬菌體)在感染宿主細(xì)胞時(shí)能產(chǎn)生生物發(fā)光的現(xiàn)象，可以研究其感染的過程和機(jī)理。
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