發光細菌“試水”，半小時搞定飲用水檢測
飲用水是否安全？過去需要幾天時間通過動物實驗知曉的答案，會發光的青海弧菌在半小時之內就可以告訴我們。著名發光細菌研究專家、華東師范大學生命科學學院教授朱文杰、資源與環境科學學院教授徐亞同合作并帶領他們的團隊，近日完成了利用青海弧菌檢測水質的世博科技專項《快速檢測飲用水中有害物質綜合毒性的傳感儀研制》課題。這一快速、靈敏、可靠的飲用水安全檢測方式今年將用于上海世博會。
“在兩年多的時間中，課題組通過對市場上銷售的瓶裝飲用水、多種重金屬、常見農藥等污染物的檢測研究，形成了檢測飲用水的全套技術規范方法。該項成果現已轉化投產，進入市場。”利用淡水發光細菌進行毒性物質檢測，這在世界上尚屬首次，并且具有自主知識產權，朱文杰對其市場前景充滿信心。
據介紹，發光細菌是能發出綠色可見光的細菌，青海弧菌就是這樣的發光細菌，一旦接觸到有毒物質，發光強度就會受到影響，它們的發光強度和水樣中有毒物質的類型、濃度密切相關。所以只要在水樣中加入微量青海弧菌液體，用便攜式監測儀讀取相關數據，飲用水是否安全，在半個小時內就能知道答案。早在上海蘇州河治理、汶川大地震后災區水質安全快速檢測中，這個課題已經得到了應用和科學驗證。
“由于發光細菌跟一般細菌一樣形體微小，而且單個細菌所發出的光也極其微弱，所以肉眼根本看不見。但是如果生長在水體里的發光細菌達到一定數量時，就會使這個水體發出綠熒熒的光。海洋中就有這種現象發生，海水整個都變成綠色的發光體，閃現著綠熒熒的波浪，這就是所謂的‘海火’”，朱文杰教授介紹說，大多數發光細菌都是生存在海洋里的，它必須有一定濃度的鈉離子存在，才能生長和發光。
科學家發現，如果要用海洋發光細菌進行檢測，必須在淡水樣品中添加食鹽達到3%，但如此高濃度的鈉或氯離子，會影響某些有毒物質的生物學毒性表現，因此根據細菌的發光情況來判斷水質就會產生偏差。目前已經命名的發光細菌共18種，其中只有霍亂弧菌和青海弧菌為淡水發光細菌。其中青海弧菌就是朱文杰及其研究生們在上世紀80年代走遍了全國各大湖泊，最終在青海湖中發現的，它生活在青海湖盛產的唯一一種沒有鱗片的魚——裸鯉（當地人稱之為鰉魚）身上，是一種罕見的非致病淡水型發光細菌，也是迄今為止世界上唯一非致病的淡水型發光細菌，是難得的水質檢測好材料。
簡單、快速培養大量合格的發光細菌，是普及應用發光細菌檢測技術的一個關鍵因素。自上世紀90年代中期，朱文杰開始研究青海弧菌的保存和復活技術，最終采用了凍干粉的形式。檢測人員拿到青海弧菌凍干粉后，可以保存在-10℃以下的冰箱中，使用前只要加入復蘇液，幾分鐘之后凍干粉中的青海弧菌就會自動恢復活力，作用于檢測毒性物質。
朱文杰介紹說，當下使用較多的檢測污染物毒性的方法，是從醫學毒理學引用過來的小鼠、魚類或是藻類毒性實驗，大多以受試生物的死亡數來判斷毒性的大小，一般需幾天時間才能有結果。再加上“每條魚、每只小鼠對毒物反應都不相同，為減小個體差異的影響，每次用大量的魚或小鼠用于實驗，這不僅造成檢測工作量增加，而且成本也太高。“而用發光細菌來檢測環境污染毒性，其結果跟魚類、小鼠毒性試驗結果相吻合。”
朱文杰舉了2008年汶川地震災后水體檢測的例子，“在成都、都江堰、綿陽等地，工作人員不但要檢測當地河流的水質，很多農民也拿出自家的井水樣本要求檢測，如果用傳統的檢測方法，成本就是天文數字，時間也不允許。”而工作人員利用青海弧菌這樣的發光細菌，在半小時內就知道了結果。
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