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地表水中微囊藻毒素的检测分析方法

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文档简介:

亿亏与生物互猩2015,VoI.32No02WWW.hxyswgc.comChemistry&Bioengineering地表水中微囊藻毒素的检测分析方法赵起越,赵红帅,刘保献,徐蘸士(北京市环境保护监测中心,北京100048)摘要:蓝藻水华会向地表水中排放大量的微囊藻毒素,对水生动、植物及人类构成很大威胁。综述了国内外分析微囊藻毒素的方法,包括生物检测法、生物化学检测法、化学仪器检测法等,指出了地表水中微囊藻毒素检测分析方法的发展趋势。关键词:地表水;微囊藻毒素;分析中图分类号:O657文献标识码:A文章编号:1672—5425(2015)070009—06随着经济的发展及人口的增加,地表水体富营养化日益严重,污染水体中的藻类快速生长繁殖,引发藻类水华。蓝藻水华爆发频率较高,向水体释放出大量的藻毒素,严重影响水体生态环境,威胁水生动、植物的生长及人体健康I1]。其中最常见的毒素为微囊藻毒素(microcystin,MCs)。MCs是一种具有生物活性的环状缩氨酸,基本结构为环(D-Aka—IX—D—MaspI一Y—Adda—D-Glu—Mdha),I、D为左、右旋,D—Aka为D一丙氨酸,D-Masp为D一赤一甲基一D异天冬氨酸,Adda为3一氨基一9一甲氧基一2,6,8-三甲基一10-苯基4,6一二烯酸,D-Glu为D~异谷氨酸,Mdha为N一甲基脱氢丙氨酸。X和Y为两种可变的氨基酸。MCs有近9O种异构体,其中研究较多的有MC—LR、MC—RR及MC—YR等。MCs具有肝毒性,是一种强肿瘤促进剂,不仅损害饮用及接触污染水体的生物健康,还会通过食物链富集,对人类健康构成威胁。微囊藻毒素溶于水,有较强的耐热性及酸碱稳定性。普通自来水处理工艺难以将其有效去除J。世界卫生组织(WHO)设定饮用水中MC—LR的浓度指导限值不得大于1g·I一u,我国《地表水环境质量标准》及《生活饮用水卫生标准》均采用了WHO的浓度限值]。微囊藻毒素浓度与蓝藻水华的程度息息相关。研发准确、快速的测定方法对控制蓝藻水华、保护地表水环境安全具有重大意义。由于微囊藻毒素种类繁多、结构相似、浓度很低,加之地表水中存在许多干扰物质,准确而快速地定量测定MCs具有一定难度。MCs的分析方法种类繁多,作者在此主要介绍生物检测法、生物化学检测法及化学仪器检测法等MCs检测方法。l生物检测法生物法检测MCs是通过动、植物体外摄入MCs,观察个体或组织器官的反应变化。研究常通过灌喂或腹腔注射小白鼠鉴定MCs的毒性,周期较长。Torokne等使用甲壳纲无甲目丰年虫进行了水中MCs亚致死点1hRapidtoxkit实验及死亡率24h实验.两种实验结果相关性好,因此可以用1h实验代替24h实验,快速、经济地检测MCs。目前,使用细菌测定MCs毒性的报道较多,如费舍尔弧菌或明亮发光杆菌等,最多能检测5种MCsl8]。2008年,南非第一次出现了使用鲇鱼肝细胞进行动物实验的报道,细胞暴露后,进行抽样、抑制及引发等实验,结果与酶联免疫法相符,与小白鼠动物实验完全一致,该方法可能在不远的将来替代动物活体实验口。此外,还有使用植物检测水中MCs的报道[1。生物法操作简单,结果直观,但成本较高,特异性不好,无法区别不同的MCs异构体,也不能对毒素进行准确定量。2生物化学检测法2.1蛋白磷酸酶抑制分析法(proteinphosphatasein—hibitionanalysis,PPIA)MCs能阻断抑制真核蛋白磷酸酶PP1及PP2A收稿日期:2015-03—07作者简介:赵起越(1968一),女,北京人,教授级高级工程师,研究方向:环境有机污染物分析,E—mail:qiyuezhao@126.com。的活性,因此通过测定放射性同位素弛P标记底物或对硝基苯基磷酸酶类底物,获取蛋白磷酸酶PPI及PP2A的抑制情况,可以得到MCs的浓度。Rivasseau等开发了一种免疫与比色实验相结合的蛋白磷酸酶抑制方法,样品经免疫萃取后进行磷酸酶抑制检测,可对MCs水华毒性进行快速的在线监测。Covaci等口研究了3种蛋白磷酸酶被MCs抑制的情况,使用其中2种、依据人工神经网络对MC—LR及MC—YR进行了定量检测。这种检测方法成本低,可用于常规环境样品的筛选,但特异性不好,干扰较大。2.2酶联免疫法(enzyme-linkedimmunosorbentas-says,ELISA)ElISA根据抗体对MCs的识别进行检测,ELISA又分为抗原抗体复合物酶联免疫法(anti—im—munecomplexEIISA,ICELISA)、间接竞争酶联免疫法(indirectcELISA)和直接竞争酶联免疫法(directcEusA)3种。雷腊梅等[1采用水样、藻样和水产品对上述方法进行了系统比较,证明ICELISA

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