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Microtox技術原理介紹

發布于:2019-10-14 15:21:36 點擊量:

發光細菌是一類在正常的生理條件下能夠發射可見熒光的細菌,這種可見熒光波長在450-490nm之間,在黑暗處肉眼可見

發光細菌由于其獨特的生理特性,在環境監測中被作為測定環境中毒物的指標。發光細菌在正常的生理條件下能發出波長在450~490nm 的藍綠色可見光,在一定的試驗條件下發光強度是恒定的。與外來受試物接觸后,由于毒物具有抑制發光的作用,發光細菌的發光強度即有所改變,變化的程度與受試物的濃度在一定范圍內呈相關關系,同時與該物質的毒性大小有關,運用此技術的毒性檢測技術被稱為Microtox技術。外來受試物主要通過下面兩個途徑抑制細菌發光:① 直接抑制參與發光反應的酶類活性;②抑制細胞內與發光反應有關的代謝過程。凡能夠干擾或破壞發光細菌呼吸、生長、新陳代謝等生理過程的任何有毒物質都可以根據發光強度的變化來測定。利用發光細菌來檢測有毒物質,由于有毒物質僅干擾發光細菌的發光系統,發光強度的變化可以用發光光度計測出,費時較少且靈敏度高,操作簡便,結果準確,所以利用發光細菌的發光強度作為指標來監測有毒物質,在國內外越來越受到重視,在環境監測中的應用也越來越廣泛。

發光機理

發光機理的研究表明,不同種類的發光細菌的發光機理是相同的,是由特異性的熒光酶(LE)、還原性的黃素(FMNH2)、八碳以上長鏈脂肪醛(RCHO)、氧分子(02)所參與的復雜反應,大致歷程如下:

FM NH2+LE → FMNH2·LE+ O2 → LE·FM NH2·O2

+ RCH O →LE·FMNH2·O2·RCH0 → LE+ FM N +H2O+RCOOH+光

概括的說就是,細菌生物發光反應是由分子氧作用,胞內熒光酶催化,將還原態的黃素單核苷酸(FMNH2)及長鏈脂肪醛氧化為FMN 及長鏈脂肪酸氧化,同時釋放出最大發光強度在波長為450-490nm處的藍綠光。其中三步反應產生三種中間產物,壽命極短,很難分離出來。

熒光素酶是生物體內催化熒光素或脂肪醛氧化發光的一類酶的總稱,細菌熒光素酶是含α、β兩個多肽亞基的單加氧酶,只有兩個亞基共存時才有活性。從不同海洋細菌中提取到的細菌熒光素酶其分子量差別較小。王安平等分離純化了東方弧菌的熒光酶并對其酶學性質進行了研究,分離得到了兩個分子量分別為44 kD和41 kD的亞基,該酶反應的最佳溫度在l8℃ ,超過25℃酶即迅速失活。

利用發光細菌毒性試驗檢測環境污染物急性毒性備受重視

目前市場上最成熟的microtox發光細菌毒性檢測儀器為Modernwater公司生產的最新一代產品:

包括:

Microtox-FX便攜毒性儀

1571038006624003.png

Microtox-LX實驗室毒性儀

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