2024年生物科学技术学院科技成果汇编————一种发光细菌冻干保护剂、冻干粉 及其在水质综合毒性在线监测中的应用的制作方法

成果简介：

一种发光细菌冻干保护剂、冻干粉及其在水质综合毒性在线监测中的应用。每L 发光细菌冻干保护剂由如下组分组成：脱脂乳 100—200g，蔗糖 20—120g，氯化钠 10—60g ，其余为水。发光细菌冻干粉由发光细菌冻干保护剂加入发光细菌的菌液中制备而成。该发光细菌冻干保护剂或发光细菌冻干粉可作为检测制剂用于在线水质毒性监测中。该发光细菌冻干粉复苏后置于 4℃菌种储存杯冷藏，可供在线毒性监测仪器使用 15d ，能够替代进口冻干保护剂，降低在线毒性监测仪器的试剂耗材运行成本，提高在线毒性监测仪器的持续稳定运行，为水质安全起到生物毒性预警作用。

发光细菌是体内自身含荧光酶的细菌，在正常的生理条件下，可发出波长在450—490nm 范围内蓝绿色可见的“冷光”细菌，是兼性好氧化能自养型细菌。发光细菌有传统、系统、数值分类等几种不同的分类方法。迄今为止，全世界范围内发现的发光细菌种类，大致分为以下种类：杆菌属、弧菌属和希瓦氏菌属。目前国内外常用的几种发光细菌为：鳆鱼发光杆菌、明亮发光杆菌、费氏弧菌，青海弧菌。费氏弧菌是 ISO 采用的标准菌株，青海弧菌是我国特有的淡水菌。

污染物主要通过以下两个途径来抑制细菌发光：直接抑制参与发光反应的荧光酶的活性；抑制细胞内与发光反应有关的代谢过程，凡是能破坏发光细菌呼吸，生长，新陈代谢的任何时有毒物质，都可以根据发光强度的变化来测定有毒物质毒性的大小。其主要的敏感毒物为有机污染物和重金属两类。发光强度的变化通过生物测光仪测定出来，这就是为什么可以利用发光细菌来检测环境中有毒、有害物质的基本依据。

由于研究水生生态系统复合污染的潜在影响越来越依赖毒性实验，需要发展一种短期、经济、快速的测试体系来代替传统的长期毒性实验。发光细菌在上个世纪 70 年代己经兴起了，美国Beckman 公司研制了生物发光光度计，即 Microtox 系统，该系统使用天然发光菌的冻干粉，复苏后即可测试，所得结果与鱼类的96 小时急性毒性试验结果相近。从此发光细菌毒性检测技术在全球范围内流行起来，各国的环境监测和研究机构采用该法快速测试环境样品的生物毒性。

水源水质在线监测监测预警系统包括水源水质变化规律、预警参数的选择、在线仪器的选择和系统集成。在线水质毒性监测技术是水质预警的基础。在线水质毒性监测技术是将实验室水质毒性分析过程，即采样、试剂配制、预处理、反应和计算等过程完全自动化和连续化。这样对受式对象的活性要求更严格，需要自动连续的提供高活性的指示生物。否则，就可能出现监测信号不稳定，监测结果不可靠，直接影响在线监测仪器的性能、准确度及精密度。所以，发光细菌生物活性的稳定性保持是水质毒性在线监测仪的核心技术之一。

知识产权：

转化方式：面议

技术成熟度：小试阶段

市场分析：

费氏弧菌常以菌液，固定化菌膜或冻干粉的形成应用在水质毒性在线监测仪器中，因冻干粉保质期长，便于运输、使用方便，是最常用的保存方法。

目前，关于国内在发光细菌冻干粉保护剂的研究中常用的保护剂工艺、配方保护效率低，由冻干粉保护剂制备而成的冻干粉复苏后置于 4℃菌种储存杯冷藏，供在线毒性监测仪器使用的过程中细菌的发光强度迅速下降，导致干粉中活菌数量较小，活性不稳定、使用周期短。这就造成了在线毒性仪器使用过程中检测结果不可靠，维护周期过短(3—5 天) 。大部分研究仍停留在实验室阶段，尚未实现国内外在线水质毒性仪器的通用。

团队情况：