[发明专利]检测和监测水中毒性的设备和方法

说明书

说明

本发明涉及用于分析和监测水中毒性的设备。本发明的装置特别地设计用于在同一时间快速确定数个样品中水的毒性，准确度和精确度高。本发明的设备应用在水源控制和监测领域，以及生态毒理学分析领域。

现有技术状态

水质量的监测在全世界是保护安全性和健康的基本问题。全球非常普遍的用于水毒理学分析的一种技术是Strategic Diagnostics公司以商品名销售的实验室产品。这种系统由光度计构成，用于测量在分析试验前从冻干细菌复水的细菌的生物发光变化。分析试验由专业操作者以全手工模式进行。

就通过自动系统监测水中毒性而言，市面上只能购买到基于流体技术的分析仪。通过细菌性微生物基于流体技术的一些毒性分析仪是microLAN B.V.生产的在线生物监测系统，以及CheckLight有限公司生产的连续污染生物监控仪。总之，样品和发光细菌分别传送，共同引入测量荧光的腔中，用于确定样品毒性作用。紧接此前和此后，发光细菌独立地传送并与对照样品一起引入测量发光用于确定空白的腔中，平行于用于测量样品的腔。空白和样品之间的对比表明了毒性测量。

即使考虑通过自动系统用微藻监测水中毒性，市面上也只能购买到基于流体技术的分析仪。分析仪Algae非常普遍，由bbe-Moldaenke GmbH生产，其中微藻在发酵罐中连续培养。类似于基于细菌底物的流体系统，分析程序基于生物底物在带有空白或样品的测量腔内的液压输送，从空白和样品测量的对比获得结果。监测到的现象是植物毒性干扰物质引起藻类延迟发光，较有名地被称为延迟荧光。

目前生产的一种在线分析仪是AppliTek的Gibson和Jones的专利EP1883808(A2)的商业衍生品。这种专有技术基于使用生物发光细菌监测水中毒性，所述生物发光细菌通过稳定状态条件下运作的生物反应器连续培养。随后，将细菌从生物反应器中取出，使得能够以连续流动模式进行分析。

Jang-cheon Cho等人(Biosensors and bioelectronics(生物传感器和生物电子学),vol.20,nr.2,2004)描述了一种设备，其中使用微孔板中的重组生物发光细菌进行水样的毒性分析。在此文件中描述的设备不是基于随机接入技术(random access technology)(Journal of Automatic Chemistry(自动化学杂志),Vol.10,Nr.4(10月-12月1988),p.167-170)。Eberhard kuster等人(Biosensors and bioelectronics,vol.19,nr.12,2004)描述了一种用于通过生物发光细菌费氏弧菌(Vibrio fischeri)测量水样的毒性的设备，这种设备也不是基于随机接入技术，但基于之前已描述过的用于分析仪Algae的流体技术。

现有技术的主要优势

现有技术分析仪的一个主要的限制是不能同时分析数个样品，以及高精确度和高准确度水平地获得同一样品的数个测量。此外，现有技术可获得的分析仪需要时间进行分析，与自来水厂突发污染事件需要的快速干预不兼容。

现有技术存在的自动分析仪基于微生物(藻和细菌)的液压输送，因此会受到交叉污染以及脏污。

发明目的

本发明涉及一种设备，基于随机接入技术和直接读数，以同时连续监测水的质量以及以自动方式分析样品、沥出液和水提物，包括它们的组成部分，该设备与能够确定水中的污染以及检测样品、沥出液和水提取物中污染物的存在的分析方法相关。

本发明的设备应用在控制和监控水源领域，所述水源包括自来水厂和地下水、从工厂进出的工业用途的水、民用和工业预处理和处理后的逆流水、地下水和表面水，包括河流、水源、溪流、渠道、水池、江河、湖泊，也包括海水。类似地，本发明可用在任何来源的样品、沥出液和水提物和/或衍生物包括废弃物、土壤、沉积物和材料的生态毒理学分析领域。

本发明的目的是解决已知技术仍然未解决的数个问题，而这是通过权利要求1限定的设备获得的。

本发明的其它特征限定在相应的从属权利要求中。

本发明的优势

通过克服已知技术提到的问题，本发明包括数个明显的优势：

1.可以连续监控。

2.可以同时取样和处理数十个样品。

3.大大减少采样、准备和测量的时间。

4.完全自主分析，维护了成本和劳动力。

5.实验准确性和精确性更高。