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发光菌冷藏复苏技术在毒性在线监测的应用

水质毒性在线监测仪的核心问题之一是仪器在线运行过程中发光菌的生物活性保持稳定,这样才能保证仪器连续监测的可靠性。本仪器系统中,检测组件的低温储藏罐可以快速冷藏高活性发光菌。由于发光菌在5℃的冷藏环境下谢作用缓慢,而一旦转移到20℃环境复苏时,在较短的时间内可以恢复正常生理活性。在培养基中接种明亮发光杆菌,20℃下增菌扩大培养12h,放入5℃环境下冷藏。在线复苏方法是用检测组件的注射泵和六位阀,先把了冷藏菌液泵入盘管预加温,待温度平衡后,再泵入生物反应器中。

通过对明亮发光菌和费氏弧菌的静态培养,构建了发光细菌生长曲线,掌握了发光细菌的生长规律,并且可以确定在 12~15h的培养时间段为发光细菌的对数生长期,也就是细菌活性好、发光稳定的时期。为复苏试验和毒性试验提供了详细的理论依据,选取该时期的发光细菌进行相关试验可以减小菌液这一因素造成的误差。

从构建的明亮发光杆菌和费氏弧菌的生长曲线中可以得出结论:明亮发光杆菌的发光强度比费氏弧菌的要大1倍左右,所以在本文研究中选择明亮发光菌作为主要试验菌种。为今后的费氏弧菌检测、基因工程菌检测积累数据和经验,为实现毒性在线监测仪的多通道实时监测奠定基础。

为了能够源源不断地提供仪器检测时所需的高活性发光菌菌液,设计了多种细菌活性控制方案,通过试验最终确定明亮发光菌冷藏复苏技术作为优的方案。冷藏复苏技术能够实现在短时间内使低温冷藏环境下的发光细菌恢复到预定发光状态。但是可以进行这种有效复苏的冷藏天数只能是10天以内,冷藏保存10天以上的细菌在复苏后的发光强度不够稳定。本项目的后期研究应该从降低冷藏温度或者添加适当量的营养物质等方面来延长细菌的有效保存时间。

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