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Microtox技术原理介绍

发布于:2019-10-14 15:21:36 点击量:

发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌,这种可见荧光波长在450-490nm之间,在黑暗处肉眼可见

发光细菌由于其独特的生理特性,在环境监测中被作为测定环境中毒物的指标。发光细菌在正常的生理条件下能发出波长在450~490nm 的蓝绿色可见光,在一定的试验条件下发光强度是恒定的。与外来受试物接触后,由于毒物具有抑制发光的作用,发光细菌的发光强度即有所改变,变化的程度与受试物的浓度在一定范围内呈相关关系,同时与该物质的毒性大小有关,运用此技术的毒性检测技术被称为Microtox技术。外来受试物主要通过下面两个途径抑制细菌发光:① 直接抑制参与发光反应的酶类活性;②抑制细胞内与发光反应有关的代谢过程。凡能够干扰或破坏发光细菌呼吸、生长、新陈代谢等生理过程的任何有毒物质都可以根据发光强度的变化来测定。利用发光细菌来检测有毒物质,由于有毒物质仅干扰发光细菌的发光系统,发光强度的变化可以用发光光度计测出,费时较少且灵敏度高,操作简便,结果准确,所以利用发光细菌的发光强度作为指标来监测有毒物质,在国内外越来越受到重视,在环境监测中的应用也越来越广泛。

发光机理

发光机理的研究表明,不同种类的发光细菌的发光机理是相同的,是由特异性的荧光酶(LE)、还原性的黄素(FMNH2)、八碳以上长链脂肪醛(RCHO)、氧分子(02)所参与的复杂反应,大致历程如下:

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

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

概括的说就是,细菌生物发光反应是由分子氧作用,胞内荧光酶催化,将还原态的黄素单核苷酸(FMNH2)及长链脂肪醛氧化为FMN 及长链脂肪酸氧化,同时释放出最大发光强度在波长为450-490nm处的蓝绿光。其中三步反应产生三种中间产物,寿命极短,很难分离出来。

荧光素酶是生物体内催化荧光素或脂肪醛氧化发光的一类酶的总称,细菌荧光素酶是含α、β两个多肽亚基的单加氧酶,只有两个亚基共存时才有活性。从不同海洋细菌中提取到的细菌荧光素酶其分子量差别较小。王安平等分离纯化了东方弧菌的荧光酶并对其酶学性质进行了研究,分离得到了两个分子量分别为44 kD和41 kD的亚基,该酶反应的最佳温度在l8℃ ,超过25℃酶即迅速失活。

利用发光细菌毒性试验检测环境污染物急性毒性备受重视

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