生物毒性在線分析儀國內外研究現狀和發展趨勢

生物毒性在線檢測克服了理化檢測的局限性和連續取樣的繁瑣性，并能縮短實驗時間簡化操作過程，快速獲得水質毒性資料，達到早期預警目的，其發展前景非常廣闊。

采用費氏弧菌（Vibrio fischeri），研制了在線毒性測定儀（TOXcontrol），可用于水質在線預警，該方法具有相對快速、廉價的優點，能夠連續監測一周，快大約70min監測一個點。通過200多種有機化合物對黑頭軟口鰷的96h急性毒性試驗結果和發光法5～30min的EC50試驗結果對比，證明該方法與傳統的用魚類或其它標準動物所進行的毒理學試驗具有很好的線性關系，它已在多個和地區應用。

研制了基于生物傳感技術的 Microtox 毒性檢測系統。該系統可提供實現針對化學毒性和生物污染的檢定、監測方案，被廣泛應用于飲用水、食品飲料、水質污染監測等領域。Microtox 的 ATP 生物污染分析功能，依據生物熒光原理可以快速測定單位樣品中活性生物的數量，直觀反應水樣或廢水中生物污染狀況。Microtox 已經在很多被用來檢測飲用供水系統，對于因為事故或故意破壞造成的污染，毒性測試可以在 15min 內快速展現飲用水中毒性的任何變化，保障監督機構對水質變化的快速反應；也可以對飲用水中的慢性毒性物質進行監測，提供一種保障供水與衛生的有效方法，是目前上適合飲用水衛生檢測的系統。

研發了一種名為AMTOX 的在線測試儀，采用固定量的硝化估算過濾樣品的毒性，可在線連續監測水或廢水樣品中的敏感毒性和慢性毒性成份。其原理是把固定量的硝化放在恒溫 30℃的反應器中培養，同時反應器中安裝氨電和 p H 電，水樣經中空纖維膜過濾后由蠕動泵加入反應器，中央處理器實時計算出氨氮的消耗速率，從而指示監測樣品的綜合毒性。通過對兩個水處理廠以及 Rudawa 和 Cracow 兩條河流的現場監測實驗，發現AMTOX 在保護活性污泥工序的應用上非常成功，在河水和水源水的在線監測上還需要進一步優化。

依據嗜酸性自養氧化亞鐵硫桿菌從亞鐵離子和硫元素被氧化的過程中獲取能量的代謝特性，研制了可以連續運行5個月的水質急性毒性在線監測儀，其核心部件為兩個氧化亞鐵硫桿菌固定化膜傳感器和一個氧電，通過測定毒性物質對呼吸作用的抑制量以及耗氧量來反映水質狀況。

研發的大型蚤水質毒性檢測儀(The bbe Daphnia Toximeter)，儀器包括兩個腔室，其中一個是用來培養藻類的發酵槽，利用自動控制機制調控培養環境使藻類達到一定的生長狀態，然后作為食物泵入另一個裝有大型發光蚤的反應器，儀器連續不斷地記錄和分析發光蚤在被監測水樣中的各項生理行為參數，比對正常環境下的行為參數，便可反算出水質毒性數據，達到連續在線監測的目的。

目前國內生產研發生物毒性在線分析儀的企業現狀如下：

（1）成熟的產品還沒有，企業規模偏小，技術處于初級階段；

（2）技術含量低，測量速度慢，質量難以持續穩定；

（3）自主研發投入不足，技術發展緩慢。

我國的生物毒性在線監測產業尚處于發展初期，針對發展中存在的問題，不論是政府、水質在線監測系統生產企業還是排污企業自身都還沒有拿出積穩妥的方案以應對和國內的競爭態勢。因此加強具有自主知識產權的核心技術的研發，將成為該產品面臨的首要任務。

生物毒性在線檢測克服了理化檢測的局限性和連續取樣的繁瑣性，并能縮短實驗時間簡化操作過程，快速獲得水質毒性資料，達到早期預警目的，其發展前景非常廣闊。 隨著在線監測技術的不斷深化和應用范圍的逐漸延伸，其現階段的發展趨勢越來越清晰：

（1）目前被監測的水體主要有飲用水、水源水、污水，而飲用水的毒性普遍偏低，再加上生物體對毒物均有一定的耐受能力，造成生物毒性檢測儀的檢測限不高；污水一般含雜質較多，而且毒物成分復雜，容易造成檢測儀管道的堵塞、腐蝕，給儀器的維護和壽命帶來挑戰。所以針對不同性質的水域多角度優化在線監測儀器的綜合功能是近期的研究重點。

（2）水質生物監測過程中，由于選用的是活體生物，同一種生物不同生長時期對污染物的敏感性和反應不同，況且即使是同一種生物在相同時期也存在個體差別，因此提高生物監測的穩定性值得深入研究。

（3）水質在線監測技術將是越來越趨向于綜合多個物種在同一監測儀器中，提升毒性數據的可信度和精準度，同時采用本地物種檢測本地水域的毒性也是未來努力的方向。