发光细菌“试水”，半小时搞定饮用水检测
饮用水是否安全？过去需要几天时间通过动物实验知晓的答案，会发光的青海弧菌在半小时之内就可以告诉我们。著名发光细菌研究专家、华东师范大学生命科学学院教授朱文杰、资源与环境科学学院教授徐亚同合作并带领他们的团队，近日完成了利用青海弧菌检测水质的世博科技专项《快速检测饮用水中有害物质综合毒性的传感仪研制》课题。这一快速、灵敏、可靠的饮用水安全检测方式今年将用于上海世博会。
“在两年多的时间中，课题组通过对市场上销售的瓶装饮用水、多种重金属、常见农药等污染物的检测研究，形成了检测饮用水的全套技术规范方法。该项成果现已转化投产，进入市场。”利用淡水发光细菌进行毒性物质检测，这在世界上尚属首次，并且具有自主知识产权，朱文杰对其市场前景充满信心。
据介绍，发光细菌是能发出绿色可见光的细菌，青海弧菌就是这样的发光细菌，一旦接触到有毒物质，发光强度就会受到影响，它们的发光强度和水样中有毒物质的类型、浓度密切相关。所以只要在水样中加入微量青海弧菌液体，用便携式监测仪读取相关数据，饮用水是否安全，在半个小时内就能知道答案。早在上海苏州河治理、汶川大地震后灾区水质安全快速检测中，这个课题已经得到了应用和科学验证。
“由于发光细菌跟一般细菌一样形体微小，而且单个细菌所发出的光也极其微弱，所以肉眼根本看不见。但是如果生长在水体里的发光细菌达到一定数量时，就会使这个水体发出绿荧荧的光。海洋中就有这种现象发生，海水整个都变成绿色的发光体，闪现着绿荧荧的波浪，这就是所谓的‘海火’”，朱文杰教授介绍说，大多数发光细菌都是生存在海洋里的，它必须有一定浓度的钠离子存在，才能生长和发光。
科学家发现，如果要用海洋发光细菌进行检测，必须在淡水样品中添加食盐达到3%，但如此高浓度的钠或氯离子，会影响某些有毒物质的生物学毒性表现，因此根据细菌的发光情况来判断水质就会产生偏差。目前已经命名的发光细菌共18种，其中只有霍乱弧菌和青海弧菌为淡水发光细菌。其中青海弧菌就是朱文杰及其研究生们在上世纪80年代走遍了全国各大湖泊，最终在青海湖中发现的，它生活在青海湖盛产的唯一一种没有鳞片的鱼——裸鲤（当地人称之为鳇鱼）身上，是一种罕见的非致病淡水型发光细菌，也是迄今为止世界上唯一非致病的淡水型发光细菌，是难得的水质检测好材料。
简单、快速培养大量合格的发光细菌，是普及应用发光细菌检测技术的一个关键因素。自上世纪90年代中期，朱文杰开始研究青海弧菌的保存和复活技术，最终采用了冻干粉的形式。检测人员拿到青海弧菌冻干粉后，可以保存在-10℃以下的冰箱中，使用前只要加入复苏液，几分钟之后冻干粉中的青海弧菌就会自动恢复活力，作用于检测毒性物质。
朱文杰介绍说，当下使用较多的检测污染物毒性的方法，是从医学毒理学引用过来的小鼠、鱼类或是藻类毒性实验，大多以受试生物的死亡数来判断毒性的大小，一般需几天时间才能有结果。再加上“每条鱼、每只小鼠对毒物反应都不相同，为减小个体差异的影响，每次用大量的鱼或小鼠用于实验，这不仅造成检测工作量增加，而且成本也太高。“而用发光细菌来检测环境污染毒性，其结果跟鱼类、小鼠毒性试验结果相吻合。”
朱文杰举了2008年汶川地震灾后水体检测的例子，“在成都、都江堰、绵阳等地，工作人员不但要检测当地河流的水质，很多农民也拿出自家的井水样本要求检测，如果用传统的检测方法，成本就是天文数字，时间也不允许。”而工作人员利用青海弧菌这样的发光细菌，在半小时内就知道了结果。
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