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虫荧光素酶快速毒性检测及在线生物毒性传感器的研究

作　者: 孙旭
导　师: 肖琳
学　校: 南京大学
专　业: 环境工程
关键词: 虫荧光素酶生物发光发光细菌传感器在线监测
分类号: X85
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着人类活动对环境影响的加剧以及对环境和生态健康保护意识的增强,越来越需要有效的监测技术来及时监测和评价环境污染物的毒性,以对可能发生的环境污染事件进行预警和快速响应。虽然物理或化学监测能够对环境污染物进行定性和定量分析,但却耗时较长,也无法对污染物可能造成的生物毒性进行分析,进行快速的毒性测试及对环境中污染物的毒性进行实时和在线分析是目前环境监测的研究热点。本论文以ATP生物发光为基础,建立了利用虫荧光素酶进行急性毒性检测的方法,对几种典型有毒化合物进行毒性测试,结果表明该方法5分钟即可进行一次毒性测试,且灵敏度高于发光细菌法,为现场的快速急性毒性检测提供了可能。本论文还研发了在线生物毒性传感器,以发光细菌为测试生物,实现水质的在线生物毒性监测。采用固定化发光细菌作为生物元件,对测试和运行条件进行了优化；对Zn2+、Cu2-、Cd2-、硝基苯、苯酚等单一毒性以及二元联合毒性进行了快速检测,建立本仪器水质毒性在线监洲的标准毒物模式；用实际水样进行实地现场连续监测,优化运行参数和功能。同时以发光细菌菌液为测试元件,对仪器进行调整,结果表明在菌液里添加6%海藻糖能有效的保持菌液活性和灵敏性,机器能正常运行一周的时间。

全文目录

目录  3-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-17
  1 传统的生物毒性检测方法  8-10
    1.1 藻类毒性实验  8-9
    1.2 蚤类毒性实验  9
    1.3 鱼类毒性实验  9-10
  2 虫荧光素酶快速毒性测试  10-11
    2.1 虫荧光素酶催化发光原理  10
    2.2 虫荧光素酶催化发光研究进展  10-11
    2.3 虫荧光素酶催化生物发光应用  11
  3 在线生物毒性测试  11-15
    3.1 发光细菌简介  11-12
    3.2 发光细菌毒性传感器研究进展  12-15
  4 研究内容及研究思路  15-17
    4.1 研究内容  15
      4.1.1 虫荧光素酶快速毒性检测  15
      4.1.2 发光细菌生物毒性传感器  15
    4.2 研究思路  15-17
第二章虫荧光素酶快速毒性检测与应用  17-34
  1 材料与方法  17-21
    1.1 试剂与仪器  17-19
    1.2 虫荧光素酶急性毒性检测体系的构建  19-20
      1.2.1 虫荧光素酶量的影响  19
      1.2.2 虫荧光素浓度的影响  19
      1.2.3 Mg~(2+)浓度的影响  19
      1.2.4 Tris-HCl缓冲液浓度的影响  19
      1.2.5 ATP浓度的影响  19
      1.2.6 反应温度的影响  19-20
      1.2.7 反应pH的影响  20
      1.2.8 反应时间对灵敏度的影响  20
    1.3 虫荧光素酶急性毒性检测体系的应用  20-21
      1.3.1 溶液配制  20
      1.3.2 毒性测试  20
      1.3.3 数据处理  20-21
  2 结果与讨论  21-33
    2.1 虫荧光素酶测试体系的构建  21-26
      2.1.1 虫荧光素酶量对反应的影响  21
      2.1.2 虫荧光索浓度对反应的影响  21-22
      2.1.3 Mg~(2+)浓度对反应的影响  22
      2.1.4 Tris-HCl缓冲液对反应的影响  22-23
      2.1.5 ATP浓度对反应的影响  23-24
      2.1.6 温度对反应的影响  24-25
      2.1.7 pH对反应的影响  25-26
      2.1.8 反应时间的影响  26
    2.2 虫荧光素酶快速毒性测试  26-33
      2.2.1 重金属毒性试验  26-31
      2.2.2 有机物毒性试验  31-33
  3 本章小结  33-34
第三章发光细菌在线生物毒性传感器  34-62
  第一节固定化发光细菌传感器  34-54
    1 材料与方法  34-40
      1.1 试剂与仪器  34-36
      1.2 发光细菌的培养  36
      1.3 固定化生物元件的制备  36-37
      1.4 发光强度的测定  37-38
      1.5 生物元件活性的影响因素  38-39
      1.6 固定化发光细菌传感器的毒性测试  39-40
    2 结果与讨论  40-54
      2.1 明亮发光杆菌的培养  40-41
      2.2 LumiFox 6000生物元件的影响因素  41-47
      2.3 LumiFox 6000毒性测试  47-54
  第二节发光细菌菌液传感器  54-60
    1 材料与方法  54-58
      1.1 试剂与仪器  54-57
      1.2 测试菌悬液的制备  57
      1.3 毒性测试  57-58
    2 结果与讨论  58-60
  第三节本章小结  60-62
第四章全文总结  62-64
  1 虫荧光素酶进行急性毒性检测的方法  62
  2 在线生物毒性传感器  62-64
    2.1 固定化发光细菌传感器  62-63
    2.2 发光细菌菌悬液传感器  63-64
参考文献  64-68
攻读硕士学位期间的主要科研成果  68-69
致谢  69

虫荧光素酶快速毒性检测及在线生物毒性传感器的研究

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