综合生物毒性在线分析仪

生物测试(bioassay)指系统地利用生物的反应测定一
种或多种污染物单独或联合存在条件下，所导致的影
响或危害。
所利用的生物反应包括分子、细胞、组织、器官、个
体、种群、群落-生态系统各级水平上的反映。
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（二）毒性试验的方式 1.毒性试验的分类 根据毒性试验所经历的时间长短：短期毒性试验，中 期毒性试验和长期毒性试验。 根据试验溶液或试验气体的给予方式：静止式毒性试 验和流动式毒性试验。
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(二)荧光原位技术的基本过程
1.制备和探针标记：
常用的探针信号标记方法有两种： ①直接标记法。将荧光分子直接标记于探针DNA/RNA 上，杂交后可直接在荧光显微镜下检测。 ②间接法。采用一中间分子标记探针，杂交后再用荧 光分子标记的中间分子的亲和物或抗体进行检测。
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2.染色体原位杂交 杂交前变性处理染色体标本，使染色体DNA变为部 分单链，并去掉附着的RNA及蛋白质，变性处理生
八、RAPD技术在DNA损伤检测中的作用
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一、PCR—SSCP技术
(一)PCR—SSCP的基本原理 单链DNA由于有链内碱基配对而具有一定的空间 结构，当DNA链上的碱基(即使是一个碱基)发生 改变时，单链DNA会形成不同的构象，称为单链 构象多态性(single strand conformation
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二、荧光原位杂交技术
(一)荧光原位杂交的原理及特点
荧光原位杂交(fluorescene in situ hybridization， FISH)是20世纪80年代在原位杂交基础上建立起来的 一种高度灵敏、特异性好以及分辨率强的染色体和 基因分析技术，它通过荧光标记的各类DNA和RNA 探针与细胞或组织在玻片上进行杂交，在不改变其 结构的情况下，进行细胞内DNA、RNA某特定序列 的测定，可用于染色体识别、基因定位和基因诊断、 染色体结构畸变和数目改变分析。

２２ 测 试 方 法 ．
生命安全。水质污染事故概况起来可以分为事故污染 、 人为荼毒
和自然灾害。为保障安全供水需要建立供水毒性检测系统 ， 在实
验室 中判断毒性 的经典方法是对特定有毒化学物质实行单 个指 标进行监测 ， 比如重金 属 、 农药 残 留、 机物等 ， 有 而在实 际应用 中， 的毒性效应是一项综合 的生物学参数 ， 水 是所有组成物质拮 抗作用 或抑制作用 的综合结果 。目前水 毒性测试生物学方法包 括发光细菌法 、 浮游动物试验 、 藻类试验 、 鱼类试验等 ， 这些都 已 经是 国标要求的检测方法 ，标 准号 ，这些方法 中除发光细菌法 外， 其他方法均因操作复杂 、 检测周期 长而不方便使用。 发光细菌是一类非致病 的革兰 氏阴性兼性厌氧细 菌 ，在正 常 的生理条件下能够发射可见荧光 的细菌 ，这种可见荧光 波长
３１ 生物毒性测试结果 ．
自 ２１ ０ ０年 １ 至 ２ １ 年 ３月 ， 晋 城 市 ４个 主要 饮用 水 ０月 ０１ 对
水源地 （ １源水 口、 ２ 源水 口、 ３ 源水 口、 ４ 源水 口）４个水厂监 、
测点 （ １ 出水 口 、 ２ 出水 口 、 水 口 、 出 水 日 ） 行 了 ３次／ ３出 进 月
水 源 水
பைடு நூலகம்
监 测 位 点 １源 水 口 ２源水 口
３源水 口 ４源水 口 １源 水 口
相对发光度平均值 ９＿ ３３ ９． ５７
ｌ３１ Ｏ． ９． ９５ ８． ６８
毒性基准线 ４３ Ｄ －Ｓ ９ Ｉ士ｌ． ３３ ２Ｏ ９ ． ２３ ５ ７±１．
生物毒性 检测技术能够很好 地检测水质 的生物毒性 效应 ， 并不代表能够替代常规的理化检测方 法 ，两种 检测 方法各有优 势 ，水体 中的生物毒性效应可以同时综合反映一种或多种化学 品的浓度 、 生物有效性及其生物体本身 的毒性 ， 还可 以反映水体 中各种效 应的相加 、 同和拮抗作用 ； 协 但是 ， 很难根据生 物毒性 效应来确定产生毒性效应的原因。因此 ， 生物毒性检测技术与 将 有 目的的理化技术相结合是解决应急监测问题的最佳方案 。本

～ ℃冷 藏保 存 ， 用 时 冰 ５ 临
活化 。 １２ 试 剂
Ｎ Ｃ、 ｇ ｌ、 ｄ Ｉ Ｐ （ ）、 ． ｌ Ｋ Ｎ、 ａＳ ａ Ｉ Ｈ Ｃ２ Ｃ Ｃ ｂ Ｎ ２ Ｚ Ｃ 、 Ｃ Ｎ ２ 、 ２
Ｋ Ｃ２ ７ Ｃ Ｓ ４５ ， ２ｒ 、 ｕ Ｏ ・ ８ ｏ及 Ｆ Ｃ３均 为分析 纯 ， ０ ． ｅ Ｉ，
光度降低 越 显著 ， 品毒 性 愈 大 。 由此可 见 ， Ｈ值 对 样 ｐ 生物 毒性 的测定结 果 有影 响 。因此 ， 际测 定 样 品 生 实 物毒性 时 ， ［ 考 虑 ｐ 壹果 Ｈ值 的 影 响 ， 不 需 要 调 节 ｐ 则 Ｈ 值， 直接 测定 ； 否则 ． 当将 ｐ 应 Ｈ值调 节在 ４ ～８范 围内 。
准偏 差 ＞１％ 。因此 ， 使 测定 结 果 的相 对 标 准偏 差 ０ 要
＜１ ％ ， ０ 最好 选择发 光量 ＞ Ｏ Ｖ的发光 菌批 号 。 ６ ０ｍ
摘 要 本 文 通过 发 光 茵发 光 强 度 与 发 光 时 问 、 光 茵 发 光 强 度 与 ｐ 值 的 两 个 影 响 关 系 实 验 ， 发 Ｈ 确 定 了发 光 茵 稳 定 发 光 时 间 和 ｐ Ｈ值 范 围。 通 过 ８种 单 因 子 生 物 毒 性 实 验 ， 定 了金 属 离 子 、 金 属 离 子 确 非
对发 光 茵的 半致死 浓度 在 此基 础上 ， 价 了某 油 田不 迭标采 油污 水的综 合 毒 性 以及 有机 化 台物 对 生 评
物 的致 毒机 理。
主题 词 生物毒性
发光 茵 发 光 强度 毒性 等级
随着 生 产和科 学 技 术 的不 断发 展 ， 人类 逐 步认 识 Ｎｅ 使化 学 分析 非常 精 确 ， 只能 测 出 污染 物 中化 台 Ｐ 也 物 的成 分 、 量 ， 数 而反 映不 出污 染物 对生物 体 危害 的效 应及程 度 。１９ ９ ２年 ， 北 大 西 洋 公 约 组织 高科 技 讨 论 “ 会” 出 ：对 于环境 污 染的监测 ， 提 “ 仅用化 学方 法是 没有 意义 的 ， 该将 化学 方法和 生物 方法兼 而并 用” 应 生 物 毒性 法 是一种 快速监 测分析 方法 ，它能够 反 映各 种有 毒 污染物 对 环境 影 响 的综 台 毒 性 ， 一项 综 是

菌的发光强度的影响：
表1 汞及苯酚对发光细菌的发光的抑制情况
汞浓度(ng/L) 抑制率I 苯酚浓度(g/L) 抑制率I 55 0.008 0.18 0.112 75 0.256 0.25 0.267 100 0.695 0.375 0.502 250 0.806 0.5 0.657 500 0.994 0.62 0.792 550 0.995 0.75 0.837 1.0 0.903
图1 镉污染土壤对费氏弧菌的毒性效应
附件4.
BPCL超微弱发光测量仪在发光细菌法应用中的优点
1、灵敏度高
BPCL独特先进的光探测技术，比普通的基于发光细菌检测的生物毒性测试仪具有更高 的灵敏度，可测定10-15瓦的光强，因此可以检测到更低的环境污染物，如汞对发光细菌 发光强度的的影响，ng/L级的汞就可以比较明显地抑制发光细菌的发光(附件1)。
附件5： Ultra-weak luminescence is a sensitive method to evaluate cadmium resistance of maize varietie
镉致植物叶绿素及组织细胞免疫损伤的发光分析
巨峰葡萄对镉胁迫的生理反应及镉胁迫伤害的缓解
镧对镉胁迫下月季叶片超弱发光的影响
生长曲线。而基于发光细菌检测的生物毒性测试仪不具备此功能。
3、活体样品直接测定
BPCL样品室空间大，其底面积145毫米*145毫米，高90毫米，可将活性小鼠或种子、 植物组织、植株直接放入测量。而普通的生物毒性测试仪不适合活体测定。
4、应用范围更广
除可应用于发光细菌检测外，BPCL具有很高的灵敏度，可直接检测到植物的超微弱发
细菌生物发光反应是由分子氧作用, 胞内荧光酶催化, 将还原态的 黄素单核苷酸(FMNH2)及长链脂肪醛氧化为FMN及长链脂肪酸, 同时 释放出最大发光强度在波长为450~490nm处的蓝绿光。

污染 ． 并发出早期 预警信号 ． 以 便 对水质污染事件及时做 出反应 ３ ． １ 水质毒性生物监测仪技术原理 因为在正常的干净水体中． 斑马鱼的游泳运动具有一定的规律 ． 其 运动速度 、 运动高度 、 运动 区域 、 斑马鱼之间的距离等参数处在一定的 范 围内 当水质受到污染后 ， 根据污染物的种类和浓度的不同 ． 斑马鱼 的运动行为会发生变化 ． 比如在进入污染环境的初期 ． 由于“ 逃避行为” １ ． 水 质生 物 毒 性 监 测 的必 要 性 导致 出现狂乱运动 ． 运动速度增加 ， 运动范 围加大 ， 转弯次数加快等异 Ｒ Ｔ Ｂ 应用了最新的图像跟踪和识别处理技术 ． 同时通过“ 运动 目前我 国面临水污染 日益严重和水环境 不断恶化的严 峻形势 ． 而 常行 为． ， 捕捉这些参数的变化 ， 进行一系列的评估 ， 实现对水 水污染加重又导致水资源短缺和供需矛盾加剧。近几年来 ， 我国饮用 行为解析软件包 ” 水水源地 污染事件不断 ， 饮用水安全受到严峻挑战。２ ０ ０ ５ 年 １ １ 月， 吉 质污染的预警和预报 水质毒性生物监测仪监测毒性 的工艺流程图 林石化公司双苯厂发生爆炸 ． 造成 松花江部分江段污染 ． 导致沿 江居 ３ － ２ 图像跟踪和识别技术 民用水 困难 这些不断增多的饮用水水源地污染事件 ， 已成为饮 用水 水质 毒性生物监测仪对图像进行跟踪 主要 是对 不同水体中的多 源安全保障的最突出问题 ． 严重威胁 到居民饮用水安全 ． 对 当地 百姓 个互不相关 的生物体（ 鱼） 进行跟踪检测 ． 通过识别每条鱼两个 以上的 生产和生 活产生 了巨大影响。保 障安全４ ＃ ｚ ｋ ． 建 立供水 预警系统 已成 标 志点 （ 或特征轮廓） 为水质监测部 门一项不可推卸 的责任 ． 而应急毒性监测是供水预警 系 来识别运动物体的方 向与位置 ． 并 随时给 出运动物体的标志点坐 统 中至 关 重要 的一 环 标值。 本文在此将 以水 质毒性生物监 测仪 （ Ｒ Ｔ Ｂ） 为例对生物监测 技术 跟踪识 别系统 由图像获取模块 、 平滑模块 、 阈值模 块 、 去噪模块 、 进行研 究和探讨 它借助图像监 测的方式在线观测水生物 的各种行为 标志识别模块 、 行为匹配模块及行为预测模块组成 。分别实现 了图像 变化 ． 预警水质污染事件的发生 动态显示 、 消除噪声毛糙 又保持原图像的边缘 、 对目 标 的高精度跟踪 ， ２ ． 水 污 染 的 生 物毒 性 监 测 得到 目标 的运动方式 ２ ． １水污染生物监测的理论依据 ３ － ３运动行为软件解 析包 在一定条件下 ． 水生生物群落和水环境之间互相联系 ， 互相制约 ． 运动行为解析软件包可进行数据处理 ． 获取 鱼的运动速度 、 与水 保持着 自然的暂时的相对平衡关系 水环境 中进入的污染物质 ， 必然作 面的距离 、 鱼之间的距离 、 单位时间 内转弯和圆周运动 的次数 、 活鱼 的 用 于生物个体 、 种群 和群落 ， 影响生态 系统中固有生物种群 的数量 、 物 数量等基本参数 ． 根据这些参数判 断鱼的行为是否异常 ． 水质是否存 种组成及其多样性 、 稳定性 、 生产力以及生理状况 ， 使得一些水生生物逐 在污染。 分析鱼的综合行为强度可表现在 ： 鱼处 于受迫环境中 ， 具体表 渐 肖 亡． 而另一些水生生物则能继续生存下去 ． 个体和种群 的数量逐渐增 现为运动速度显著提高 ． 运 动轨迹异 常 、 转弯和圆周运动的频数改 变 加 水污染生物监测就是利用这些变化来表征水环境质量的变化 等。 ２ ． ２水污染生物监测 的特点 （ １ ） 笛的下沉行为。鱼在临死之前 ， 先急速上升 ， 然后缓慢下沉。 同理化检测相 比 ． 生物监测有 自己的特点 ： 能反映各种污染物的 （ ２ １ 浮头 当鱼受到影 响其呼吸系统 的物质作用时 ， 会 出现浮 头现 综合影响 ： 理 化检测是定期 采用 ， 结果不能反映采样前 、 后 的情况 ， 而 象 。 水中生 物． 汇聚了整个生长期环境因素改变 的情况 ： 有些水生生物对 ｆ ３ １ 鱼 的运动范围缩小 污染物很敏感 ． 有些连精密仪器都测不 出的微 量元素的浓度 ． 却能通 ｆ ４ ） 死 亡。设定鱼一定 时间不运动 ， 作为其死亡的判断依据 过“ 生物放大” 作用在生物体 内积累而被测出 生物监测也有 自己的不 通过对这些异常行为 的判断和分析 ． 建立鱼的行为与水质毒性之 足之处 ： 生物监测 不能定性和定量的测定水质 污染 ： 检测 的灵敏性和 间的效应关系 水 质毒性生物监测仪能够真正实现实时在线监测 ． 连 专一性方 面不如理化检 测； 某些生物监测需时较长 。 续采样 ． 避免 了间歇性 采样 所导致 的漏报警 ． 同时对污染物 的响应 灵 生物监测是理化检 测的重要补充 ． 对 于评价环境质 量状况有着 十 敏 ， 响应范围广。利用斑马鱼作为标准化指示生物 ， 对包括重金属 、 农 分 重要 的作用 理化检测一般 只考虑瞬时污染 状况 ． 要做 到长期 连续 药 、 工业 有机 物在内的数百种污染 物产生毒理响应 ． 监测灵 敏度小 于 监测 ， 从经济角度来说往往是不合适的。 要了解污染 的累积效应 ． 采用 Ｏ ． １ Ｔ Ｕ （ 国际标准毒性单 位） ， 同时配有声光 、 短信等多种报警方式 ， 最 生物监测更合适 同时 ， 仅利用污染物质的浓度值来反映污染 程度及 快在 ５ 分钟 内即可发出报警信号 ． 使得污染事件可 以及 时发现 ． 有效 危害也是不全面 的． 因为某些污染物质在环境中的含量极微不 等于毒 治 理 。 性极微 ． 反之亦然 用生物监测进行配 合． 充分利用指示生物对污染物 ４ ． 结 束语 毒性反应 的敏感性 ． 便能较准确地反映真实的污染状况 采用生物毒性监测水质污染事件 ．能够提高水质安全保障能力 ， ３ ． 水质毒性生物监测仪（ Ｒ Ｔ Ｂ ） 监测技术 进一步保证城市的生活环境 ．对社会经济可持续发展具有积极作用 鱼类 对水环境的变化十分敏感 ． 当水体中有毒物质达到一定质量 水质生物毒性监测系统在应对突发性水质污 染事件 方面具有的操作 预警快速 的优势 ， 这是传统监测手段无法 比拟的。 它实现了全方 浓度时 ． 就会引起一系列 中毒反应 ． 因而被广泛应用于毒性 和水 质污 简便 、 位、 全天候实时在线 监测 ， 对重金属 、 无机物 、 农药类 、 多环芳烃类 、 苯 染 的 生 物 监测 、 评 价 同时以鱼类 为指示物测定生物毒性 ． 与常规 的毒性测定方法如发 系物 、醇类 等突发性污染物类别 中上百种有机元 素和化合快速 预警 ， 语音 、 短信、 电子 邮件 提示等丰 富的报警 方 光菌 、 水蚤类 、 藻类毒性试验法等 相比 ， 具有操作简便 、 快速、 经济 、 重 并提供 报警信息提示 框 、 在水质预 复性 好等 特点 ．该技术 已被 列为 国家标准 急性 毒性评 价方法 （ Ｇ Ｂ ／ 式 水质生物毒性监测系统是智 能化 的水质在线监测设 备 ，

ｉ ｉ ｎａ ｙ ｅ ｃ ｔ ａ ｌ ｚ ｒ，ｔ ｉ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｎｉ ｒ ｎ ｎｄ ｓ ｅ ｌｉ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｎｉｏ ｉ ｇ． ｙ ｈｅ ｆｓ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｍｏ ｔ ｉ ｇ ａ ｈ ｌｆｓ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｍｏ ｔ ｒｎ ｏ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｅ— ｗａ ｎ ｎ ｎｄ ｅ ｒ ｅ ｃ ｐｒ ｒ ｉ ｇ ａ ｍｅ ｇ ｎ ｙ；ｃ ｍｐ ｅ ｎ ｉ ｅ ｅ ａ ｕａ ｉ ｎ；ｂｉ ｌ ｇ ｃ ｌｍ ｏ ｔ ｒｎ ｏ ｒ ｈｅ ｓ ｖ ｖ ｌ ｔｏ ｏ ｏ ｉ ａ ｎｉｏ ｉ ｇ
ｔ ｃ ｎ ｌ ｇｅ ｒ ｔｒｆｅ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｍｏ ｔｒｎ ｙ ｔｍ ，ｌ ｍ ｉ ｓ ｅ ｔｂａ ｔ ｒａ ｅ ｒ ｅ ｃ ｎ ｔｒｎｇｓ ｓｅｍ ，ｔ ｎ — ｌｎ ｌａ ｏ — ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｓ ａｅ ｗａｅ ｌ ａｅ ｒ ｅ ｃ ｎｉ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｏ ｕ ｎｅ ｃ ｎ ｃ ｅ ｉ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｍｏ ｉｏ ｉ ｙ ｔ ｈｅｏ ｉ ｅ ａｇ ｅｔ ｘ
有 ： 蚤应急监测系统 、 光菌应急监测系统 、 线式藻类毒性分析仪 、 类毒性应急监测 、 类动物应急监测 。 水 发 在 鱼 贝
关键 词 ： 急 预 警 ；综 合评 价 ；生 物 监 测 应 中 图 分 类 号 ： ３ ． Ｘ８ ０ ７ 文 献 标 识码 ： Ａ
Ｗ ａ ｅ ｌ ｉ ｎ Ｅｍ ｅ ｇ ｎ ｙ ａ ｄ Ａｑ ｔｃ Ｔｏ ｉ ｉｙ Ａｓ ａ ｔ ｒ Ｐｏ ｌ ｏ ｕｔ ｒ ｅ ｃ ｎ ｕａ ｉ ｘ ｃ ｔ ｓ ｙ
２ １ 生 物 监 测 技 术 的 特 点 ．
化 学分 析方 法能 精确 监测 你想 要监 测 的物质 ， 但是 遗漏 了很 多其 它有 毒 物 质 。化 学 分 析 方 法 不
能 确 定 毒 性 ， 需 要 用 生 物 实 验 的 方 法 确 定 。化 学 还 分 析 方 法 无 法 给 出 综 合 毒 性 。 生 物 监 测 能 快 速 监

临床应用： 1. 主要作为心血管疾病，尤其是As和心肌梗 塞的危险指标，它的浓度升高程度与疾病的危 险性成正比。特别是对于血脂正常；胆固醇不 高的人群；有严重As性疾病和家族史人群；有 早期心梗、脑血管病症状的人群，应进行血浆 Hcy检测。
2. 维生素B12、叶酸缺乏症以及遗传性N5甲基 四氢叶酸转甲基酶、胱硫醚-β-合成酶基因 缺陷也与同型半胱氨酸浓度有密切关系，但 这些因素与心血管疾病的联系有待进一步研 究。 一般情况，升高的Hcy水平很容易进行控制， 简单的方法就是保持均衡饮食，多吃绿叶蔬 菜、橘类水果、豆类、鱼类、谷物等食品。
1、冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）
• 概念：冠状动脉粥样硬化（ AS ）导致心肌缺血、 缺氧而引起的心脏病。 • 有关心血管疾病检查项目的应用，特别是近些年 心脏损伤标志物的检查，为心血管疾病的临床诊 断提供了必要的检测手段。冠心病的分型与诊断 就是根据其心肌缺血的临床表现和实验室检查数 据。
LD和AST
• 乳酸脱氢酶（ LD ），广泛存在于肝脏、心脏、骨 骼肌、肺、红细胞中。有 5 种同功酶 LDH1-5 ，心肌 中主要含LDH1. 心肌梗死8-12h开始上升，可高达 到10倍。心肌炎为中度升高。 • 天门冬氨酸氨基转移酶（AST），广泛存在于人体 各组织、肝脏、骨骼肌、肾脏、心肌内含量丰富， 红细胞含量约为血清的10倍。
4. 由于生化实验室用电量较大，要求 有符合要求的地线、稳压装置或不间断电 源以免停电影响工作甚至造成仪器的损坏。
现代医学检验要求
1. 临床医师有必要认识检验的各种手段， 即检测结果可能存在的被干扰因素； 2. 也有必要了解检验项目的敏感性、特 异性及诊断价值，以便有效地选用检测项 目。这也是将检验与临床有机结合的新课 题。