生物毒性在线分析仪国内外研究现状和发展趋势

生物毒性在线检测克服了理化检测的局限性和连续取样的繁琐性，并能缩短实验时间简化操作过程，快速获得水质毒性资料，达到早期预警目的，其发展前景非常广阔。

荷兰micro LAN B.V.采用费氏弧菌（Vibrio fischeri），研制了在线毒性测定仪（TOXcontrol），可用于水质在线预警，该方法具有相对快速、廉价的优点，能够连续监测一周，最快大约70min监测一个点。通过200多种有机化合物对黑头软口鲦的96h急性毒性试验结果和发光细菌法5～30min的EC50试验结果对比，证明该方法与传统的用鱼类或其它标准动物所进行的毒理学试验具有很好的线性关系，它已在意大利、法国、美国、德国等多个国家和地区应用。

美国 Strategic Diagnostics Inc.（SDI）生物技术公司研制了基于生物传感技术的 Microtox 毒性检测系统。该系统可提供实现针对化学毒性和生物污染的检定、监测方案，被广泛应用于饮用水安全、食品饮料安全、水质污染监测等领域。Microtox 的 ATP 生物污染分析功能，依据生物荧光原理可以快速精确测定单位样品中活性生物的数量，直观反应水样或废水中生物污染状况。Microtox 已经在很多国家被用来检测饮用供水系统，对于因为事故或故意破坏造成的污染，毒性测试可以在 15min 内快速展现饮用水中毒性的任何变化，保障监督机构对水质变化的快速反应；也可以对饮用水中的慢性毒性物质进行监测，提供一种全面保障供水安全与卫生的有效方法，是目前世界上唯一适合饮用水卫生检测的系统。

英国 PPM 公司研发了一种名为AMTOX 的在线测试仪，采用固定量的硝化细菌估算过滤样品的毒性，可在线连续监测水或废水样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细菌放在恒温 30℃的反应器中培养，同时反应器中安装氨电极和 p H 电极，水样经中空纤维膜过滤后由蠕动泵加入反应器，中央处理器实时计算出氨氮的消耗速率，从而指示监测样品的综合毒性。

通过对两个水处理厂以及 Rudawa 和 Cracow 两条河流的现场监测实验，发现AMTOX 在保护活性污泥工序的应用上非常成功，在河水和水源水的在线监测上还需要进一步优化。

日本Okochi M等依据嗜酸性自养氧化亚铁硫杆菌从亚铁离子和硫元素被氧化的过程中获取能量的代谢特性，研制了可以连续运行5个月的水质急性毒性在线监测仪，其核心部件为两个氧化亚铁硫杆菌固定化膜传感器和一个氧电极，通过测定毒性物质对细菌呼吸作用的抑制量以及耗氧量来反映水质状况。

德国BBE公司研发的大型蚤水质毒性检测仪(The bbe Daphnia Toximeter)，仪器包括两个腔室，其中一个是用来培养藻类的发酵槽，利用自动控制机制调控培养环境使藻类达到一定的生长状态，然后作为食物泵入另一个装有大型发光蚤的反应器，仪器连续不断地记录和分析发光蚤在被监测水样中的各项生理行为参数，比对正常环境下的行为参数，便可反算出水质毒性数据，达到连续在线监测的目的。

目前国内生产研发生物毒性在线分析仪的企业现状如下：

（1）成熟的产品还没有，企业规模偏小，技术处于初级阶段；

（2）技术含量低，测量速度慢，质量难以持续稳定；

（3）自主研发投入不足，技术发展缓慢。

我国的生物毒性在线监测产业尚处于发展初期，针对发展中存在的问题，不论是政府、水质在线监测系统生产企业还是排污企业自身都还没有拿出积极稳妥的方案以应对国际和国内的竞争态势。因此加强具有自主知识产权的核心技术的研发，将成为该产品面临的首要任务。

生物毒性在线检测克服了理化检测的局限性和连续取样的繁琐性，并能缩短实验时间简化操作过程，快速获得水质毒性资料，达到早期预警目的，其发展前景非常广阔。 随着在线监测技术的不断深化和应用范围的逐渐延伸，其现阶段的发展趋势越来越清晰：

（1）目前被监测的水体主要有饮用水、水源水、污水，而饮用水的毒性普遍偏低，再加上生物体对毒物均有一定的耐受能力，造成生物毒性检测仪的检测限不高；污水一般含杂质较多，而且毒物成分复杂，容易造成检测仪管道的堵塞、腐蚀，给仪器的维护和寿命带来挑战。所以针对不同性质的水域多角度优化在线监测仪器的综合功能是近期的研究重点。

（2）水质生物监测过程中，由于选用的是活体生物，同一种生物不同生长时期对污染物的敏感性和反应不同，况且即使是同一种生物在相同时期也存在个体差别，因此提高生物监测的稳定性值得深入研究。

（3）枣庄水质在线分析仪技术将是越来越趋向于综合多个物种在同一监测仪器中，提升毒性数据的可信度和精准度，同时采用本地物种检测本地水域的毒性也是未来努力的方向。

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