[发明专利]一种高通量快速检测和评估水样神经毒性的方法

说明书

本发明提供了一种高通量快速检测和评估水样神经毒性的方法，属于检测分析领域。所述方法包括毒性检测方法和毒性评估体系，其中毒性检测方法基于乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制原理，采用电鳗AChE体外暴露方式，结合微板法操作，快速检测受试水样的神经毒性；毒性评估体系采用灭多威当量转换，结合灭多威排放限值，以当量区间定量表征受试水样的神经毒性级别。本发明方法从体外生物试验角度综合考察水样神经毒性，不仅能够在单次操作中快速批量检测多个水样，而且可将毒性结果进行定量表征，从而快速评估水样神经毒性等级。

技术领域

本发明属于检测分析领域，具体地，涉及一种高通量快速检测和评估水样神经毒性的方法。

背景技术

市政污水和工业废水成分复杂，常含有多种有毒有害污染物，排放到环境后会对生物体产生一定的毒害作用，对生态系统及人类健康都造成重大威胁。目前水质监测除氮、磷、COD等常规指标外，在化学监测上主要关注高风险污染物的含量。然而化学监测无法涵盖水中存在的所有化学物质，并且由于不同化学物对生物体产生的毒害作用机制不尽相同，使得通过单纯化学监测无法评估水中大量污染物的综合毒性效应。近年来，以废水毒性作为废水污染水平的一种衡量方式越来越受到人们关注，废水毒性控制也成为目前废水处理与安全再生领域的热点。随着废水毒性监测越来越朝向常规水质监测发展，开发高通量快速检测和评估水样毒性的方法具有重要意义，尤其针对水样的批量处理。

多种具有神经毒性的污染物，如有机磷农药，苯系物等，存在于各类废水和受污染环境水体中，使得神经毒性成为水质毒性监测的重要指标之一。目前检测和评估水体神经毒性的方式主要采用模式生物体内暴露法(in vivo)，即利用待测水样对水生模式生物进行急性或慢性暴露后，检测生物体内神经损伤指标(如乙酰胆碱酯酶)的变化，但此方法成本高、周期长、且无法进行水样的批量检测。此外，采用模式生物法只能对水样的神经毒性进行定性评估，无法对其毒性大小进行定量表征，这在一定程度上阻碍了水样毒性评估以及后续毒性削减工作朝定量化和标准化方向发展。而实现这一目标不仅需要开发适用于批量检测水样神经毒性的方法，还需建立一套适用于水样神经毒性的定量评估体系。

近年来，体外试验法(in vitro)由于与模式生物体内暴露实验结果具有良好的相关性而越来越受到关注，其利用细胞或酶在体外环境中(培养皿或培养板)对样品的反应进行毒性检测，具有周期短、反应体积小、费用低等优点，适用于样品数量较多时的批量检测。

乙酰胆碱酯酶(AChE)是生物神经传导中的一种关键性酶，在胆碱能突触间，该酶能降解乙酰胆碱，终止神经递质对突触后膜的兴奋作用，保证神经信号在生物体内的正常传递。通过检测化学物在体外对乙酰胆碱酯酶的抑制率，可以在一定程度上表征受试化学物的神经毒性。这一理论为利用乙酰胆碱酯酶抑制性检测水样神经毒性提供了良好的理论基础。但目前该技术领域主要利用乙酰胆碱酯酶对纯化学品的毒性进行检测，其操作方法不适用于水样的处理，尤其当水样含有痕量污染时，直接加样使得样品进一步稀释，导致毒性结果无法检出。目前，对于其在水样神经毒性检测方面的研究较少。此外，由于不同物种来源的乙酰胆碱酯酶对污染物敏感性有所差异，而水样，尤其是废水和受污染水体中污染物种类繁多，在评估其综合神经毒性时需要考量不同物种间可能存在的差异，选取敏感物种进行评估。然而目前尚无完整的水样神经毒性检测与评估方法体系。

发明内容

1.要解决的问题

鉴于水质安全评估中水样神经毒性的检测和评估越来越受到关注，而传统神经毒性检测方法存在成本高、周期长、无法批量操作且缺乏毒性评估体系等问题，本发明提供一种乙酰胆碱酯酶体外试验高通量检测和评估水样神经毒性的方法，不仅能在单次试验中快速检测多个水样的神经毒性，而且能够定量表征受试水样的毒性大小和毒性等级。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种高通量快速检测和评估水样神经毒性的方法，包括如下步骤：