以表面处理大肠杆菌为模型的电化学微生物传感器在毒性检测领域的应用

本文以铁氰化钾为探针,采用电化学方法监测铁氰化钾还原产物的量的变化,进而考察经不同时间、不同浓度的Triton X-100预处理表面的大肠杆菌(E.coli)活性及对毒物毒性灵敏度的变化.同时,结合扫描电镜(SEM)及生长曲线实验考察E.coli形貌及繁殖能力的变化,确定最优预处理条件.电化学分析结果表明,Triton X-100的使用量和作用时间分别为2%和1 h时,E.coli因呼吸作用而产生的电信号值最高;随着Triton X-100作用时间的增加,E.coli细胞活性逐渐减弱,当处理时间达到4 h,E.coli的细胞活性甚至低于未处理细胞.SEM结果表明,相对于未处理的细胞,经2%Triton X-100处理1 h时的E.coli的细胞壁通透性增加.此外,E.coli生长曲线实验结果证明,经2%Triton X-100处理1 h后,E.coli亲代细胞的繁殖活性有所下降,但子代的繁殖活性未受明显影响.根据条件优化的结果,经2%Triton X-100处理1 h的E.coli被用于3,5-二氯苯酚(DCP)的毒性检测,作用1 h后的半数抑制率(IC50)为6.60 mg·L-1.而采用未经处理的E.coli与6.60 mg·L-1的DCP作用1 h后产生的抑制率仅为34.4%.同时,优化菌株及对照菌株分别被应用于7份实际水样的毒性检测,其抑制率范围分别为4.37%—5.90%及2.24%—3.69%.可见,经2%Triton X-100预处理1h的E.coli活性及对毒物毒性灵敏度均有所提高,更加适用于水质毒性检测.