[发明专利]一种微量非极性有机污染物毒性的定量检测方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种使用Vero细胞(非洲绿猴肾细胞)检测微量非极性有机污染物毒性的定量检测方法。

背景技术

近年来饮用水(源)中有机污染物的种类日益增多，水质的安全评价至关重要，进行水质检测，综合分析水质污染状况，对于保证各行业用水及生活用水的质量有很重要的经济和社会意义。除了在生产，运输过程中化学物质的泄漏，污染物在饮用水源地的直接排放等因素外，饮用水相关材料中有害物质的溶出也是一个重要原因。日常饮用水相关材料中有较大比例是有机制品，在常温或高温下长时间浸泡可能会导致部分有机物质渗入饮用水中。这些物质具有三个显著的特点：一是大多数是非极性有机物；二是浓度极低，一般为ng～μg/L级，但是浓度低并不代表毒性小，有很多有机物有很强的积累性或具有致癌、致畸、致突变的效应，对人体健康造成巨大的隐患；三是种类繁多，多种污染物之间可能存在协同、加合或拮抗等作用，虽然每种污染物的浓度都在安全浓度之内，多种污染物一起也可能对人体造成危害。因此为了检测这种情况下污染物对人体的危害程度，需要检测方法满足两个方面的要求：一是灵敏度要高，否则难以检测低浓度的污染物；二是能判断多种污染物的综合毒性。因此根据目前的发展方向，常用的水质检测方法包括化学法、仪器法和生物法。

化学分析法是以化学反应为基础的分析方法，分为称量分析法和滴定分析法两种。仪器分析法则分为光学分析法、电化学分析法和色谱分析法三种。在水质检测分析中，化学分析法和仪器分析法中的光学分析法、电化学分析法属于常规分析方法，主要用于物理指标和金属指标的测定，而有机物的测定主要依靠色谱法进行。近年来，由于色谱新技术的不断出现以及色谱-质谱联用分析技术的发展，能同时对污染物进行分离、定性和定量检测，使色谱法成为饮用水中有机物检测的主要方法之一。化学法可以快速准确地判断污染物的浓度，但首先要预测水样中可能含有的污染物质，然后对其进行定量分析。而饮用水中化学物质种类繁多，要全部分析检测这些污染物成分，工作量巨大，通常较难测定。同时，两种或多种污染物之间可能存在协同作用、相加作用、独立作用或拮抗作用。因此化学法和仪器法无法满足评价有机污染物综合毒性的要求。

而生物检测法是一种有效的饮用水综合安全评价手段。污染物对生物体的毒性作用可发生在个体、细胞及分子水平上。个体水平的生物毒性评价常用的指示生物包括微生物、藻类、大型蚤、鱼类和哺乳动物。前几种生物与人类的同源性较低，难以较为准确地反应毒物对人体的影响。同时生物体是一个有机的整体，生物体本身的排毒、解毒、免疫等能力，有时可能会掩盖污染物对机体造成的影响，机体的活力、外在表现可能未出现异常，但实际上机体内部的组织、器官可能已出现损伤，这种情况下就难以灵敏地检测有毒物质的存在。因此需要建立一种快速、经济的生物检测方法，代替活的动物实验用于毒性实验，细胞毒性检测的方法应运而生。

细胞毒性主要表现为增殖速度、代谢产物的变化以及形态结构的改变等。通过检测细胞的增殖能力、细胞的存活与死亡等作为检测指标的方法有中性红吸收法、MTT比色法、蛋白含量测定法、台盼蓝排斥法、乳酸脱氢酶酶活测定法、ATP含量测定法、蛋白质和DNA合成测定法、氧化压力法等。这些方法可以对污染物的细胞毒性进行定量评价，但是它们本身也存在灵敏度不高的缺点，难以满足对微量有机物的毒性进行判断的要求。通过观察细胞形态的变化只能定性判断污染物毒性，如果观察到细胞变圆，部分细胞不再贴壁，细胞器变形等现象时，说明细胞受到毒物作用。Vero细胞变形法是其中的一种，该方法是上世纪90年代，英国建立的一种用于饮用水及相关材料综合安全评价的生物检测法-Vero细胞变形法(BS6920：Suitability of water and non-metalic products for use in contact with water intended for human consumption with regard to their effect on the qualith of the water-Section 25，British Standards Insistution，1992)。该方法原理是利用来源于非洲绿猴肾脏的Vero细胞在正常情况下生长时呈不规则三角形状，而在含一定浓度有害化学物质的培养基中生长时则由三角形转变为圆形的特点来判断饮用水及相关材料的综合安全性(材料的安全性评价通过测定材料浸泡液的综合生物毒性)。Vero细胞变形法的灵敏度较高，可以检测低浓度污染物的水体，同时Vero细胞与人体高度同源，检测时间仅需48h，因此该方法是一种理想的饮用水综合安全评价手段。