發(fā)光細(xì)菌“試水”,半小時(shí)搞定飲用水檢測(cè)
飲用水是否安全?過(guò)去需要幾天時(shí)間通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)知曉的答案,會(huì)發(fā)光的青?;【诎胄r(shí)之內(nèi)就可以告訴我們。著名發(fā)光細(xì)菌研究專家、華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授朱文杰、資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授徐亞同合作并帶領(lǐng)他們的團(tuán)隊(duì),近日完成了利用青?;【鷻z測(cè)水質(zhì)的世博科技專項(xiàng)《快速檢測(cè)飲用水中有害物質(zhì)綜合毒性的傳感儀研制》課題。這一快速、靈敏、可靠的飲用水安全檢測(cè)方式今年將用于上海世博會(huì)。
“在兩年多的時(shí)間中,課題組通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上銷售的瓶裝飲用水、多種重金屬、常見(jiàn)農(nóng)藥等污染物的檢測(cè)研究,形成了檢測(cè)飲用水的全套技術(shù)規(guī)范方法。該項(xiàng)成果現(xiàn)已轉(zhuǎn)化投產(chǎn),進(jìn)入市場(chǎng)。”利用淡水發(fā)光細(xì)菌進(jìn)行毒性物質(zhì)檢測(cè),這在世界上尚屬首次,并且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),朱文杰對(duì)其市場(chǎng)前景充滿信心。
據(jù)介紹,發(fā)光細(xì)菌是能發(fā)出綠色可見(jiàn)光的細(xì)菌,青海弧菌就是這樣的發(fā)光細(xì)菌,一旦接觸到有毒物質(zhì),發(fā)光強(qiáng)度就會(huì)受到影響,它們的發(fā)光強(qiáng)度和水樣中有毒物質(zhì)的類型、濃度密切相關(guān)。所以只要在水樣中加入微量青?;【后w,用便攜式監(jiān)測(cè)儀讀取相關(guān)數(shù)據(jù),飲用水是否安全,在半個(gè)小時(shí)內(nèi)就能知道答案。早在上海蘇州河治理、汶川大地震后災(zāi)區(qū)水質(zhì)安全快速檢測(cè)中,這個(gè)課題已經(jīng)得到了應(yīng)用和科學(xué)驗(yàn)證。
“由于發(fā)光細(xì)菌跟一般細(xì)菌一樣形體微小,而且單個(gè)細(xì)菌所發(fā)出的光也極其微弱,所以肉眼根本看不見(jiàn)。但是如果生長(zhǎng)在水體里的發(fā)光細(xì)菌達(dá)到一定數(shù)量時(shí),就會(huì)使這個(gè)水體發(fā)出綠熒熒的光。海洋中就有這種現(xiàn)象發(fā)生,海水整個(gè)都變成綠色的發(fā)光體,閃現(xiàn)著綠熒熒的波浪,這就是所謂的‘?;?rsquo;”,朱文杰教授介紹說(shuō),大多數(shù)發(fā)光細(xì)菌都是生存在海洋里的,它必須有一定濃度的鈉離子存在,才能生長(zhǎng)和發(fā)光。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),如果要用海洋發(fā)光細(xì)菌進(jìn)行檢測(cè),必須在淡水樣品中添加食鹽達(dá)到3%,但如此高濃度的鈉或氯離子,會(huì)影響某些有毒物質(zhì)的生物學(xué)毒性表現(xiàn),因此根據(jù)細(xì)菌的發(fā)光情況來(lái)判斷水質(zhì)就會(huì)產(chǎn)生偏差。目前已經(jīng)命名的發(fā)光細(xì)菌共18種,其中只有霍亂弧菌和青?;【鸀榈l(fā)光細(xì)菌。其中青?;【褪侵煳慕芗捌溲芯可鷤?cè)谏鲜兰o(jì)80年代走遍了全國(guó)各大湖泊,最終在青海湖中發(fā)現(xiàn)的,它生活在青海湖盛產(chǎn)的唯一一種沒(méi)有鱗片的魚——裸鯉(當(dāng)?shù)厝朔Q之為鰉魚)身上,是一種罕見(jiàn)的非致病淡水型發(fā)光細(xì)菌,也是迄今為止世界上唯一非致病的淡水型發(fā)光細(xì)菌,是難得的水質(zhì)檢測(cè)好材料。
簡(jiǎn)單、快速培養(yǎng)大量合格的發(fā)光細(xì)菌,是普及應(yīng)用發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵因素。自上世紀(jì)90年代中期,朱文杰開始研究青海弧菌的保存和復(fù)活技術(shù),最終采用了凍干粉的形式。檢測(cè)人員拿到青?;【鷥龈煞酆?,可以保存在-10℃以下的冰箱中,使用前只要加入復(fù)蘇液,幾分鐘之后凍干粉中的青?;【蜁?huì)自動(dòng)恢復(fù)活力,作用于檢測(cè)毒性物質(zhì)。
朱文杰介紹說(shuō),當(dāng)下使用較多的檢測(cè)污染物毒性的方法,是從醫(yī)學(xué)毒理學(xué)引用過(guò)來(lái)的小鼠、魚類或是藻類毒性實(shí)驗(yàn),大多以受試生物的死亡數(shù)來(lái)判斷毒性的大小,一般需幾天時(shí)間才能有結(jié)果。再加上“每條魚、每只小鼠對(duì)毒物反應(yīng)都不相同,為減小個(gè)體差異的影響,每次用大量的魚或小鼠用于實(shí)驗(yàn),這不僅造成檢測(cè)工作量增加,而且成本也太高。“而用發(fā)光細(xì)菌來(lái)檢測(cè)環(huán)境污染毒性,其結(jié)果跟魚類、小鼠毒性試驗(yàn)結(jié)果相吻合。”
朱文杰舉了2008年汶川地震災(zāi)后水體檢測(cè)的例子,“在成都、都江堰、綿陽(yáng)等地,工作人員不但要檢測(cè)當(dāng)?shù)睾恿鞯乃|(zhì),很多農(nóng)民也拿出自家的井水樣本要求檢測(cè),如果用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法,成本就是天文數(shù)字,時(shí)間也不允許。”而工作人員利用青?;【@樣的發(fā)光細(xì)菌,在半小時(shí)內(nèi)就知道了結(jié)果。
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