一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-lr的方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法及裝置屬于環(huán)境檢測的【技術(shù)領(lǐng)域】；該裝置包括陽極室和陰極室，所述的陽極室和陰極室之間由質(zhì)子交換膜隔開，陽極與陰極間設(shè)置一外電阻并通過導(dǎo)線連通，無紙記錄儀與外電阻并聯(lián)，用于監(jiān)測外電阻的電流/電壓，無紙記錄儀與電腦相連；所述陰極材質(zhì)為金或表面鍍金的銅、鈦等，且金表面固定有藻毒素-LR適體；該方法將與[Fe(CN)6]3-/4-溶液混合的待測水樣連續(xù)通入陰極室中并采集電輸出信號，當(dāng)電信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、檢出限低、選擇性好、穩(wěn)定性高且能耗低等優(yōu)點，適合飲用水體中藻毒素-LR的實時在線監(jiān)測。
【專利說明】—種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法及裝置屬于環(huán)境檢測的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】[0002]微囊藻毒素是一類主要由藍(lán)細(xì)菌產(chǎn)生的穩(wěn)定的環(huán)狀七肽，在全世界的水源中均有發(fā)現(xiàn)。由于湖泊水庫的富營養(yǎng)化作用，微囊藻毒素污染的水體持續(xù)增長。微囊藻毒素的毒理學(xué)機(jī)理是通過他們對蛋白磷酸酶I和2A (PP1，PP2A)的強(qiáng)烈抑制作用導(dǎo)致嚴(yán)重的肝損害。長期暴露在低濃度微囊藻毒素的水體會促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。在微囊藻毒素的變形體中，藻毒素-LR是最常見的具有毒性的種類。為了保護(hù)水質(zhì)和人體健康，世界衛(wèi)生組織推薦飲用水中藻毒素-LR的暫行上限標(biāo)準(zhǔn)為1.0mg 1。因此，急需發(fā)展一個穩(wěn)定可靠的分析方法檢測水體中藻毒素-LR的含量。迄今為止，已有很多分析技術(shù)用于檢測水體中藻毒素-LR的含量，諸如免疫測定(ELISA)、高效液相色譜法(HLPC)等。這些常規(guī)的檢測方法具有良好的檢出限，但是操作復(fù)雜費時、樣品預(yù)處理昂貴和設(shè)備昂貴，這在很大程度上制約了藻毒素-LR的即時檢測。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法及裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、靈敏度高；該方法可實現(xiàn)水體中藻毒素-LR的實時監(jiān)測、操作費用低且結(jié)果可靠性高。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置，其特征在于包括陽極室和陰極室，所述的陽極室和陰極室之間由質(zhì)子交換膜隔開，陽極位于陽極室中，陰極位于陰極室中，陽極與陰極間設(shè)置一外電阻并通過導(dǎo)線連通，無紙記錄儀與外電阻并聯(lián)，用于實時監(jiān)測外電阻的電流/電壓大小，無紙記錄儀與電腦相連；所述陰極材質(zhì)為金或表面鍍金的銅、鈦等金屬，且金表面固定有藻毒素-LR適體。
[0005]上述的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置，所述的電腦中設(shè)有報警程序，當(dāng)無紙記錄儀輸出電流/電壓值超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦自動報警。
[0006]一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法，包括以下步驟:
步驟a、采用營養(yǎng)液通入陽極室，[Fe(CN)6]3-/4_溶液通入陰極室，對系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)至采集到恒定的電輸出信號；
步驟b、陽極室中連續(xù)通入恒定濃度的營養(yǎng)液，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；
步驟C、將50~200mmOl/L的[Fe (CN)6] 3_/4_溶液與待測水樣按1:5~1:10比例混合； 步驟d、將混合水樣連續(xù)通入到陰極室中并實時采集電輸出信號；
步驟e、當(dāng)電輸出信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。
[0007]上述的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法，所述的污染水體包括受藍(lán)藻繁殖而污染的河流、湖泊等水源水。
[0008]由于本發(fā)明一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法及裝置主體僅包括陰陽極室、陰陽電極及質(zhì)子交換膜，因此具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點；由于本發(fā)明一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法及裝置利用了電化學(xué)阻抗生物傳感器的原理，因此具有檢出限低、選擇性好及穩(wěn)定性高等有益效果；本發(fā)明利用了微生物產(chǎn)電的原理，可使電化學(xué)阻抗生物傳感器對藻毒素-LR的響應(yīng)直接通過微生物所產(chǎn)生的電信號反應(yīng)出來，可以實現(xiàn)藻毒素-LR的實時監(jiān)測，同時能耗較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1陽極室、2陰極室、3質(zhì)子交換膜、4陽極、5陰極、6外電阻、7無紙記錄儀、8電腦。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0012]具體實施例一
本實施例所處理的水體為實驗室配制的含藻毒素-LR的水體。
[0013]本實施例的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該裝置包括陽極室I和陰極室2，所述的陽極室I和陰極室2之間由質(zhì)子交換膜3隔開，陽極4位于陽極室I中，陰極5位于陰極室2中，陽極4與陰極5間設(shè)置一外電阻6并通過導(dǎo)線連通，無紙記錄儀7與外電阻6并聯(lián)，用于實時監(jiān)測外電阻6的電流/電壓大小，無紙記錄儀7與電腦8相連；所述陰極5材質(zhì)為金或表面鍍金的銅、鈦等金屬，且金表面固定有藻毒素-LR適體。
[0014]所述的電腦8中設(shè)有報警程序，當(dāng)無紙記錄儀7輸出電流/電壓值超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦8自動報警。
[0015]本實施例的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法，包括以下步驟:
步驟a、采用營養(yǎng)液通入陽極室1，[Fe(CN)6]"4-溶液通入陰極室2，對系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)至采集到恒定的電輸出信號；
步驟b、陽極室I中連續(xù)通入恒定濃度的營養(yǎng)液，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；
步驟C、將50mmol/L的[Fe (CN)6]3_/4_溶液與待測水樣按1:5比例混合；
步驟d、將混合水樣連續(xù)通入到陰極2中并實時采集電輸出信號；
步驟e、當(dāng)電輸出信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦8自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。
[0016]具體實施例二
本實施例所處理的水體為實驗室配制的含藻毒素-LR的水體。
[0017]本實施例的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法，包括以下步驟:
步驟a、采用營養(yǎng)液通入陽極室1，[Fe(CN)6]"4-溶液通入陰極室2，對系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)至采集到恒定的電輸出信號；
步驟b、陽極室I中連續(xù)通入恒定濃度的營養(yǎng)液，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行； 步驟C、將200mmol/L的[Fe (CN)6]3_/4_溶液與待測水樣按1:10比例混合；
步驟d、將混合水樣連續(xù)通入到陰極2中并實時采集電輸出信號；
步驟e、當(dāng)電輸出信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦8自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。
[0018]具體實施例三
本實施例所處理的水體為實驗室配制的含藻毒素-LR的水體。
[0019]本實施例的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法，包括以下步驟:
步驟a、采用營養(yǎng)液通入陽極室1，[Fe(CN)6]"4-溶液通入陰極室2，對系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)至采集到恒定的電輸出信號；
步驟b、陽極室I中連續(xù)通入恒定濃度的營養(yǎng)液，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；
步驟C、將IOOmmoI/L的[Fe (CN) 6] 3_/4_溶液與待測水樣按1:10比例混合；
步驟d、將混合水樣連續(xù)通入到陰極2中并實時采集電輸出信號；
步驟e、當(dāng)電輸出信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦8自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。
[0020]具體實施例四
本實施例為采用自來水配制的水樣中藻毒素-LR的監(jiān)測裝置實施例。
[0021]本實施例的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該裝置包括陽極室I和陰極室2，所述的陽極室I和陰極室2之間由質(zhì)子交換膜3隔開，陽極4位于陽極室I中，陰極5位于陰極室2中，陽極4與陰極5間設(shè)置一外電阻6并通過導(dǎo)線連通，無紙記錄儀7與外電阻6并聯(lián)，用于實時監(jiān)測外電阻6的電流/電壓大小，無紙記錄儀7與電腦8相連；所述陰極5材質(zhì)為金或表面鍍金的銅、鈦等金屬，且金表面固定有藻毒素-LR適體。
[0022]所述的電腦8中設(shè)有報警程序，當(dāng)無紙記錄儀7輸出電流/電壓值超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦8自動報警。
[0023]所述一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置，其原理在于藻毒素-LR適體在存在靶向物(藻毒素-LR)的情況下通過Au-S的配合作用固定在金電極表面；藻毒素-LR與適體探針的綁定作用導(dǎo)致電極表面復(fù)合體形成的變化，并導(dǎo)致阻抗的減少。在藻毒素-LR濃度
1.0 X 10_7 - 5.0 X 10_n mol/L范圍內(nèi)，阻抗的減少速率與藻毒素-LR濃度線性相關(guān)，檢測限為 1.8Xl(Tn mol/L。
[0024]具體實施例五
本實施例為采用自來水配制的水樣中藻毒素-LR的監(jiān)測方法實施例。
[0025]實驗室用自來水配制水樣，其藻毒素-LR的含量為1.0 X 10_6 mmol/L。采用圖1裝置。包括以下步驟:
步驟a、采用500mg/L的葡萄糖與微量元素配制的營養(yǎng)液通入陽極室1，[Fe(CN)6]"4-溶液通入陰極室2，對系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)至采集到恒定的電輸出信號；
步驟b、陽極室I中連續(xù)通入300mg/L的葡萄糖與微量元素配制的營養(yǎng)液，以保持微生物電化學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；
步驟C、將50 mmol/L的[Fe (CN)6]3_/4_溶液與待測水樣按1:5比例混合；
步驟d、將混合水樣連續(xù)通入到陰極2中并實時采集電輸出信號； 步驟e、當(dāng)電輸出信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦8自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。
[0026]具體實施例六
本實施例為取自某湖泊水體的水樣中藻毒素-LR的監(jiān)測方法實施例。
[0027]采用圖1裝置。包括以下步驟:
步驟a、采用生活污水作為營養(yǎng)液通入陽極室1，10 mmol/L [Fe (CN) 6] 3_/4_溶液通入陰極室2，對系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)至采集到恒定的電輸出信號；
步驟b、陽極室I中連續(xù)通入生活污水營養(yǎng)液，以保持微生物電化學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行； 步驟C、將100 mmol/L的[Fe (CN) 6] 3_/4_溶液與待測水樣按1:10比例混合；
步驟d、將混合水樣連續(xù)通入到陰極2中并實時采集電輸出信號；
步驟e、當(dāng)電輸出信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦8自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。
【權(quán)利要求】
1.一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置，其特征在于包括陽極室(I)和陰極室(2)，所述的陽極室(I)和陰極室(2)之間由質(zhì)子交換膜(3)隔開，陽極(4)位于陽極室(I)中，陰極(5)位于陰極室(2)中，陽極(4)與陰極(5)間設(shè)置一外電阻(6)并通過導(dǎo)線連通，無紙記錄儀(7)與外電阻(6)并聯(lián)，用于實時監(jiān)測外電阻(6)的電流/電壓大小，無紙記錄儀(7)與電腦(8)相連；所述陰極(5)材質(zhì)為金或表面鍍金的銅、鈦等金屬，且金表面固定有藻毒素-LR適體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的裝置，其特征在于所述的電腦(8)中設(shè)有報警程序，當(dāng)無紙記錄儀(7)輸出電流/電壓值超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦(8)自動報警。
3.—種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟a、采用營養(yǎng)液通入陽極室(I )，[Fe (CN) 6] 3_/4_溶液通入陰極室(2 )，對系統(tǒng)進(jìn)行培養(yǎng)至采集到恒定的電輸出信號； 步驟b、陽極室(I)中連續(xù)通入恒定濃度的營養(yǎng)液，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行； 步驟C、將50?200mmOl/L的[Fe (CN) 6] 3_/4_溶液與待測水樣按1:5?1:10比例混合； 步驟d、將混合水樣連續(xù)通入到陰極室(2)中并實時采集電輸出信號； 步驟e、當(dāng)電輸出信號超出預(yù)設(shè)范圍時，電腦(8)自動報警，表明待測水樣中藻毒素-LR含量超標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種在線監(jiān)測水體中藻毒素-LR的方法，其特征在于所述的污染水體包括受藍(lán)藻繁殖而污染的河流、湖泊等水源水。
【文檔編號】G01N27/26GK103512934SQ201310478107
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】趙春城, 趙煙橋 申請人:無錫艾科瑞思產(chǎn)品設(shè)計與研究有限公司