[实用新型]一种水质毒性检测用多通道生物传感装置

说明书

技术领域

本实用新型属环境监测领域，具体涉及一种用于水质毒性检测用多通道生物传感装置。

背景技术

随着工业化程度的提高以及人们对化工产品的极大需求，各种化学物质数量猛增，越来越多的有毒化学物质通过生产和使用进入水体，对水环境造成日益严重的污染。近年来，世界各国对人接触、使用和排放的各类化学物质的生物安全性都予以高度重视，纷纷出台相关规定要求在2007-2010年实现水质毒性控制，我国为了保障水环境安全，也将水质毒性纳入环境控制标准。废水毒性的测定主要有化学方法和生物学方法，传统的化学分析方法虽然能定量分析废水中主要污染物的成分及含量，但不能直接和全面地反映毒性物质对环境的综合影响，使其在水体污染的风险评价中受到很大限制。由于生物学毒性分析方法能很好的弥补传统化学分析方法存在的不足，在环境监测领域越来越受到人们的重视。

迄今为止，人们提出了多种生物毒性测试方法用于水质毒性分析，这些方法主要有水生动植物法和微生物法。水生动植物如鱼类、浮游生物、藻类等的毒性试验尽管具有直观性，但是这些方法存在周期长、成本高和操作方法复杂等局限性，且不能满足现场快速检测的需要。与水生动植物毒性试验相比较，由于微生物的生物机体小、种群数量大、生长繁殖快、保存简单、对环境变化的反应快，并且同高等动物有着类似的物理化学特性和酶作用过程等特点，特别适合于生物毒性试验。近年来，随着传感器技术的发展，以微生物为指示生物的生物传感器毒性分析技术因其快速、灵敏、便携和经济等特点成为环境监测技术领域新的研究热点。

目前，国内外已研究开发了多种生物传感器毒性分析技术，它们多是基于微生物的发光、细胞生长、呼吸和酶活性变化等生理指标为指征。其中，基于微生物呼吸作用和发光菌发光特性的生物传感器得到较多的应用，但基于微生物呼吸作用的毒性分析仪，由于所测的呼吸耗氧速率是非常敏感的变量，容易受周围环境和工艺参数的影响，造成毒性分析的灵敏度不够，误差较大。而基于发光细菌的毒性分析仪如美国Azur Environmental公司的Beckman公司的LUMIStox及Merck公司的等，在应用中会因实际水样的复杂性受到不同程度的影响，使得分析结果具有一定的局限性，这种缺陷主要有为3个方面：(1)关于光强度检测的缺陷，由于在实际应用中，水体中含有大量的悬浮物，存在浊度甚至有些溶解的物质本身存在颜色，这种情况会对光学探头的测量带来很大的干扰，影响检测结果；(2)国际标准使用的检测菌种为海洋发光菌，在实际水样分析中，往往需要对水样进行盐度和pH等调节，因此，导致毒性分析结果与实际水样的毒性存在一定的偏差；(3)由于实际水样中的毒性物质种类复杂，现有单一发光菌毒性检测难以真正做到广谱地适应于所有毒性物质，所以可能在应用中出现假阴性，分析结果往往难以反映污染物毒性的真实情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水质毒性检测多通道生物传感装置，该装置针对当前水质毒性分析仪器存在的不足，提供了一种污染物检测范围宽、操作简单、不受样品色度和浊度干扰、毒性检测结果更客观真实多通道的生物传感装置。

本实用新型提出的水质毒性检测多通道生物传感装置，由1-10组毒性检测通道和控制与检测系统7组成，毒性检测通道由毒性测试单元构成，每组毒性测试单元均由电极插座板1、微生物电极2、测试槽3、磁力搅拌器4和磁子6组成，测试槽3的下面配置有一一对应的磁力搅拌器4，且测试槽3和电极插座板1通过转动5轴连接。

本实用新型中，所述毒性检测通道包含2-10组毒性测试单元。

本实用新型中，所述电极插座板1由加药孔1-1、光电感应开关1-2和电极插槽1-3三个部件组成，其中光电感应开关1-2设置在加药孔1-1的两侧。

本实用新型中，所述微生物电极2采用丝网印刷制备，由绝缘层2-1、墨炭层2-2、电极基片2-3、Ag/AgCl层2-4和微生物固定点2-5组成。

本实用新型中，所述测试槽3是在高密度聚乙烯工程塑料板上打磨制成，槽直径2-3cm，深3-5cm。

本实用新型的工作原理是通过氧化还原介质的传递作用，将固定于工作电极上的微生物的呼吸作用产生的电子传递到电极表面，从而形成生物电流信号被系统以检测出来。当毒性污染物存在时，微生物细胞呼吸作用因受到毒性的抑制作用，表现出电流信号的变化，从而根据待测污染物对生物电流信号的影响程度来判断毒性的强弱。