發(fā)光微生物（luminous microbes）傳感器

發(fā)光微生物指自然界存在、細(xì)胞內(nèi)具有生物發(fā)光代謝系統(tǒng)的原核和真核微生物，近來(lái)還包括導(dǎo)入發(fā)光基因而使原本不發(fā)光的微生物具備發(fā)光特性的基因工程發(fā)光微生物。發(fā)光微生物毒性測(cè)試中應(yīng)用多的是明亮發(fā)光桿菌，可以檢測(cè)各種水體中的有毒物質(zhì)，對(duì)于氣體中可溶性有毒物質(zhì)，可通過(guò)把它吸收、溶解在溶液中，然后觀察其對(duì)發(fā)光細(xì)菌的影響。

正常生理狀況下，在氧氣與細(xì)菌熒光素酶的參與下，細(xì)胞可發(fā)出波長(zhǎng)為420~670nm的可見(jiàn)光。如果有有毒物質(zhì)存在，會(huì)抑制酶的活性，使發(fā)光量降低，其減弱的程度與毒物的毒性大小和濃度成負(fù)相關(guān)，因而可以根據(jù)發(fā)光菌發(fā)光強(qiáng)度判斷毒物毒性大小，用發(fā)光強(qiáng)度表征毒物所在環(huán)境的急性毒性。

以明亮發(fā)光桿菌為生物識(shí)別元件，以硅光電二極管作為細(xì)胞光信號(hào)和電信號(hào)轉(zhuǎn)換的敏感元件，構(gòu)建了細(xì)菌發(fā)光傳感器，分別對(duì)苯酚、樂(lè)guo、乙醛、Hg+、Cu2+、Zn2+等污染物急性毒性進(jìn)行快速檢測(cè)研究，同時(shí)和哺乳動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果做對(duì)比。毒性測(cè)試結(jié)果表明，在pH=7.0，溫度20℃，3.0％NaCI底液條件下，固定化菌膜發(fā)光強(qiáng)度達(dá)2~4nw，穩(wěn)定發(fā)光時(shí)間60～80min，毒性測(cè)試結(jié)果的EC50值與哺乳動(dòng)物毒性試驗(yàn)的LD50具有良好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=0.95。

采用光纖探頭結(jié)構(gòu)、以明亮發(fā)光桿菌作為指示物制作了光纖式發(fā)光菌傳感器，以Zn2+為測(cè)試對(duì)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Zn2+的EC50大約為5.06mg/L，檢測(cè)范圍為10ppb~200ppm，與采用國(guó)標(biāo)推薦的方法測(cè)得的結(jié)果有很好的一致性。