生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)的應(yīng)用

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2014-11-19

　　生物傳感器可以用于測(cè)定生化耗氧量.生化耗氧量的測(cè)定是監(jiān)測(cè)水體被有機(jī)物污染的常用指標(biāo).生化耗氧量是指在規(guī)定條件下,微生物分解存在于水中的某些可氧化物質(zhì)(特別是有機(jī)物)所進(jìn)行的生物過(guò)程中所消耗溶解氧的量.常規(guī)的BOD測(cè)定需要5天的培養(yǎng)期.它操作復(fù)雜,重復(fù)性差,耗時(shí)耗力,干擾性大,不宜現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè).一種毛孢子菌(trichosporoncutaneum)和芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)被用于制作一種微生物BOD傳感器.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該毛孢子菌對(duì)葡萄糖反應(yīng)靈敏,而芽孢桿菌對(duì)谷氨酸反應(yīng)靈敏,因此,將兩種細(xì)菌一起用于測(cè)量,可以得到能同時(shí)測(cè)量葡萄糖和谷氨酸濃度的BOD生物傳感器.所用菌種細(xì)胞濃度:毛孢子菌為1.1.108ml-1.cm-2,芽孢桿菌為2.2.103ml-1.cm-2.測(cè)量范圍為40mg.l-1到0.
　　5mg-1.l-1.靈敏度為5.84nA.mg-1.l-1.該生物傳感器穩(wěn)定性好,在58次實(shí)驗(yàn)中,標(biāo)準(zhǔn)偏差僅為0.0362.所需的反應(yīng)時(shí)間為5.10min.
　　除了生化耗氧量的測(cè)定以外,生物傳感器還可以用于測(cè)定多種污染物的濃度.一種安培生物傳感器用于測(cè)量酚類(lèi)化合物已經(jīng)運(yùn)用于紙漿廠的污水測(cè)定.它是基于漆酶的抑制作用.該生物傳感器顯示了相當(dāng)好的穩(wěn)定性,可以連續(xù)工作3個(gè)月.分別用苯酚、鄰二氯苯酚、鄰甲氧基苯酚等進(jìn)行實(shí)驗(yàn),該生物傳感器顯示了在微摩爾濃度時(shí)對(duì)這些化合物選擇性的檢測(cè)能力.傳感器上的一種透析膜可以保護(hù)它不受污泥等影響,并且提供適合的工作環(huán)境.這使得它可以用于測(cè)量一些復(fù)雜的樣品,而不需要樣品的處理過(guò)程.
　　2002年,Weitz等人將一些能發(fā)光的真菌用于制作一種發(fā)光的生物傳感器,該傳感器可用于毒性檢測(cè).主要用于檢測(cè)3,5-二氯苯酚,五氯苯酚,銅和鋅等離子.實(shí)驗(yàn)證明,同時(shí)使用原核和真核的真菌做生物傳感器可以達(dá)到很好的效果.通過(guò)監(jiān)測(cè)菌類(lèi)的生長(zhǎng)情況可以監(jiān)測(cè)污染物的濃度,所用時(shí)間為1小時(shí).目前,有些絲狀真菌也開(kāi)始用來(lái)進(jìn)行毒性監(jiān)測(cè).
　　污水中重金屬離子濃度的測(cè)定也是不容忽視的.目前人們已經(jīng)成功設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的重金屬離子的生物有效性測(cè)定的監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng).它是以固定化微生物和生物體發(fā)光測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)的.將弧菌屬細(xì)菌(vibriofischeri)體內(nèi)的一個(gè)操縱子在一個(gè)銅誘導(dǎo)啟動(dòng)子的控制下導(dǎo)入產(chǎn)堿桿菌屬細(xì)菌(alcali.geneseutrophus,AE1239)中,可使細(xì)菌在銅離子的誘導(dǎo)下發(fā)光,發(fā)光程度與離子濃度成比例.將微生物和光纖一起包埋在聚合物基質(zhì)中,可以獲得靈敏度高、選擇性好、測(cè)量范圍廣、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性強(qiáng)的生物傳感器.目前,這種微生物傳感器可以達(dá)到的低測(cè)量濃度為1nM.
　　除了單獨(dú)的監(jiān)測(cè)外,生物傳感器也可以作為水處理設(shè)備的一部分.人們發(fā)展了一種新型的pH生物傳感器,用于監(jiān)測(cè)生活污水的衛(wèi)生狀況,以利于污水的再利用.其原理是基于細(xì)菌對(duì)葡萄糖的新陳代謝作用.在37.的工作溫度下,利用腸細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況來(lái)監(jiān)測(cè)pH值.該傳感器適用于在線(xiàn)檢測(cè),可以作為水處理裝置的終端.該傳感器的監(jiān)測(cè)極限為105CFU(菌落形成單位)/ml.h.