toxy-pam——水質(zhì)總毒性分析熒光儀schreiber教授因發(fā)明pam系列調(diào)制葉綠素

上海澤泉科技有限公司是一家專業(yè)從事生態(tài)儀器技術(shù)推廣和系統(tǒng)集成服務(wù)的高科技公司，致力于為植物、土壤、氣象、環(huán)境、海洋與淡水領(lǐng)域的科研和監(jiān)測單位提供產(chǎn)品、系統(tǒng)解決方案與系統(tǒng)集成服務(wù)。公司總部位于上海，并在北京和成都設(shè)有分部。

澤泉科技由陸地環(huán)境部、水環(huán)境部和系統(tǒng)集成部組成，并設(shè)有澤泉生態(tài)開放實驗室。

toxy-pam——水質(zhì)總毒性分析熒光儀
schreiber教授因發(fā)明pam系列調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x而獲得首屆國際光合作用協(xié)會(ispr)創(chuàng)新獎 

為什么要用葉綠素?zé)晒夥y水質(zhì)毒性？

水是生命之源，對維系人類生存和生物圈的正常運轉(zhuǎn)起著重要作用。但近年來水體受到的污染越來越嚴(yán)重，這不僅包括易引起富營養(yǎng)化甚至水華發(fā)生的外源營養(yǎng)鹽的輸入，而且包括各種環(huán)境激素濃度的逐漸升高。環(huán)境激素主要是指由于人類的生產(chǎn)和活動而釋放到環(huán)境中的能干擾人體和動物內(nèi)分泌的化學(xué)物質(zhì)，主要包括農(nóng)藥及其降解產(chǎn)物、有機氯化物(二惡英、多氯聯(lián)苯等)、有機錫化合物、烷基酚類化合物、酚甲烷化合物、重金屬等。環(huán)境激素一般濃度較低，但它們可以通過生物濃縮、生物積累、生物放大等途徑實現(xiàn)對生物和人類的危害，可以干擾人類和動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，出現(xiàn)各種各樣的異常癥狀。環(huán)境激素廣泛分布于生物圈內(nèi)，可以隨地表徑流、降水以及排污等進(jìn)入水體，對水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。人類可以通過飲水、吃水產(chǎn)品或在水中娛樂而與環(huán)境激素接觸。因此，對水中環(huán)境激素進(jìn)行檢測對保護國民健康具有重要意義。

目前分析水體中環(huán)境激素的方法主要是氣相色譜/質(zhì)譜法(gc/ms)、液相色譜/質(zhì)譜法(lc/ms)和等離子發(fā)射光譜/質(zhì)譜法(icp/ms)等。這幾種方法的優(yōu)點是精密度高，而且可以對每種環(huán)境激素的含量分別做出精確測定；其缺點是儀器昂貴，樣品前處理復(fù)雜，操作需專業(yè)人員，操作費時，不能在野外現(xiàn)場進(jìn)行，且很難對水體中的總環(huán)境激素做有效的估計。而在自然水體中通常是多種環(huán)境激素同時存在，同時這些環(huán)境激素的效應(yīng)往往有疊加或拮抗作用，因此針對各種環(huán)境激素做的單獨分析很難正確評價它們對生物的毒性效應(yīng)。要對水體的毒性進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的評估，特別是突發(fā)事件發(fā)生時的迅速反應(yīng)，上述3種方法很難滿足這方面的需求。

水體中的環(huán)境激素均能直接或間接抑制單細(xì)胞藻類的光合作用，其中多數(shù)除草劑就是通過抑制光合作用來達(dá)到除草目的的。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)是檢測活體植物光合作用變化的常規(guī)方法，其優(yōu)點是快速、靈敏、準(zhǔn)確度高、且不破壞樣品的完整性。脈沖振幅調(diào)制(pam)葉綠素?zé)晒鈨x是一種研究活體光合作用的儀器，國外自1990年代以來，陸續(xù)有人采用葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)進(jìn)行水中農(nóng)藥殘留的檢測，并取得了較大進(jìn)展，而國內(nèi)尚無人利用單細(xì)胞藻類的光合作用來檢測環(huán)境激素。conrad等首先利用pam-101/102/103測量可變熒光的方法研究了用單胞藻檢測農(nóng)藥含量的可行性，其檢測限為100 μg•l-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐盟對飲用水中總農(nóng)藥含量不超過0.5 μg•l-1的標(biāo)準(zhǔn)。merschhemke和jensen利用pam-101/102/103測量葉綠素?zé)晒夂脱蹼姌O測光合放氧的方法，建立了一種自動藻類生物檢測系統(tǒng)(fluox)，對萊茵河的水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。它們以銅綠微囊藻為指示生物，發(fā)現(xiàn)對阿特拉津(atrazin)的檢測限為0.85 μg•l-1。snel等分別利用pam-101/102/103和xe-pam測量大型藻類和單細(xì)胞柵藻的電子傳遞速率以及量子產(chǎn)量的方法，來進(jìn)行農(nóng)藥的生物檢測，發(fā)現(xiàn)對利谷隆(linuron)的檢測限為0.5-2.5 μg•l-1。trapmann等以類囊體為指示生物，用pam-2000對飲用水進(jìn)行了農(nóng)藥殘留的生物檢測，他們以量子產(chǎn)量為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)對dcmu(diuron，敵草隆)的檢測限為0.4 μg•l-1。

在以上這些研究的基礎(chǔ)上，2001年，schreiber教授設(shè)計了一種用于檢測水中毒性物質(zhì)的雙通道pam熒光儀，稱為toxy-pam。以三角褐指藻為指示生物，toxy-pam對dcmu的檢測限達(dá)到甚至低于0.1 μg•l-1，這已可以滿足歐盟對飲用水中單種農(nóng)藥含量不超過0.1 μg•l-1的標(biāo)準(zhǔn)。自從toxy-pam出現(xiàn)后，schreiber教授先后與歐盟institute for reference materials and measurements(iemm)和澳大利亞環(huán)境毒理研究中心(nrcet)合作，試圖將這種方法發(fā)展成為一種水質(zhì)檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法。目前他與nrcet的合作已取得顯著進(jìn)展。他們在水樣測試前加了一個預(yù)濃縮步驟，從而將toxy-pam的檢測限提高到0.1 ng•l-1。

目前國內(nèi)外對環(huán)境激素的檢測仍采用傳統(tǒng)的化學(xué)分析技術(shù)，盡管結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高，但儀器昂貴、耗時且不能現(xiàn)場操作。由于幾乎所有環(huán)境激素均可直接或間接抑制光合作用，因此以單細(xì)胞微藻為指示生物，利用toxy-pam對水體總毒性進(jìn)行檢測，對于水中環(huán)境激素的快速現(xiàn)場檢測和預(yù)警具有重要意義。

toxy-pam特點與功能
1)雙通道熒光儀，以微藻為指示生物，檢測水中毒性物質(zhì)(主要是環(huán)境激素)含量
2)可現(xiàn)場測量，測量迅速
3)指示生物(微藻)可自己培養(yǎng)，方法簡單，造價極便宜
4)特別適合于水質(zhì)預(yù)警
5)毒性物質(zhì)以dcmu當(dāng)量表示(類似于cod)
6)可單機操作，可連接電腦操作
7)可觀察毒性物質(zhì)對指示生物抑制作用的動力學(xué)變化

測量參數(shù)
f1、fm1、y1、f2、fm2、y2、inh.%和dcmu當(dāng)量等。

應(yīng)用領(lǐng)域
以微藻為指示生物，檢測水中有毒物質(zhì)(主要是環(huán)境激素)的含量(總毒性)，主要應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、水生生物學(xué)、水質(zhì)預(yù)警、水域生態(tài)學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、海洋學(xué)與湖沼學(xué)、毒理學(xué)等領(lǐng)域。



技術(shù)參數(shù)
測量光：藍(lán)色led，470 nm，標(biāo)準(zhǔn)光強10 μmol m^-2 s^-1 par，升高到高頻時光強可升高20倍
信號檢測：兩個pin光電二極管，帶選擇性鎖相放大器()
飽和脈沖：藍(lán)色led，470 nm，持續(xù)時間0.4 s，強度2000 μmol m^-2 s^-1 par
微處理器：cmos 80c52

部分文獻(xiàn)
1. escher bi, bramaz n, mueller jf, quayle p, rutishauser s, vermeirssen elm: toxic equivalent concentrations (teqs) for baseline toxicity and specific modes of action as a tool to improve interpretation of ecotoxicity testing of environmental samples. journal of environmental monitoring 2008;10:612-621.
2. knauert s, knauer k: the role of reactive oxygen species in copper toxicity to two freshwater green algae. journal of phycology 2008;44:311-319.
3. lópez-rodas v, marvá f, rouco m, costas e, flores-moya a: adaptation of the chlorophycean dictyosphaerium chlorelloides to stressful acidic, mine metal-rich waters as result of pre-se-lective mutations. chemosphere 2008;72:703-707.
4. lópez-rodas v, perdigones n, marvá f, rouco m, garcía-cabrera ja: adaptation of phytoplankton to novel residual materials of water pollution: an experimental model analysing the evolution of an experimental microalgal population under formaldehyde contamination bulletin of environmental contamination and toxicology 2008;80:158-162.
5. magnusson m, heimann k, negri ap: comparative effects of herbicides on photosynthesis and growth of tropical estuarine microalgae marine pollution bulletin 2008;56:1545-1552.
6. muller r, schreiber u, escher bi, quayle p, nash smb, mueller jf: rapid exposure assessment of psii herbicides in surface water using a novel chlorophyll a fluorescence imaging assay science of the total environment 2008;401:1-3.
7. sánchez-fortún s, marvá f, d"ors a, costas e: inhibition of growth and photosynthesis of se-lected green microalgae as tools to evaluate toxicity of dodecylethyldimethyl-ammonium bromide ecotoxicology 2008;17:229-234.
8. vallotton n, eggen ril, chèvre n: effect of sequential isoproturon pulse exposure on scenedesmus vacuolatus archives of environmental contamination and toxicology 2008:in press.
9. 王麗, 應(yīng)波, 鄂學(xué)禮: 水中敵草隆的葉綠素?zé)晒鈾z測法. 環(huán)境與健康雜志 2008;25:539-541.
10. costas e, flores-moya a, perdigones n, maneiro e, blanco jl, garcía me, lópez-rodas v: how eukaryotic algae can adapt to the spain"s rio tinto: a neo-darwinian proposal for rapid adaptation to an extremely hostile ecosystem. new phytologist 2007;175:334-339.
11. knauer k, sobek a, bucheli td: reduced toxicity of diuron to the freshwater green alga pseudokirchneriella subcapitata in the presence of black carbon. aquatic toxicology 2007;83:143-148.
12. muller r, tang jy, thier r, mueller jf: combining passive sampling and toxicity testing for evaluation of mixtures of polar organic chemicals in sewage treatment plant effluent. journal of environmental monitoring 2007;9:104-109.
13. ralph pj, smith ra, macinnis-ng cmo, seery cr: use of fluorescence-based ecotoxicological bioassays in monitoring toxicants and pollution in aquatic systems: review toxicological & environmental chemistry, 2007;89:589-607.
14. bengtson nash sm, goddard j, muller jf: phytotoxicity of surface waters of the thames and brisbane river estuaries: a combined chemical analysis and bioassay approach for the comparison of two systems. biosensors and bioelectronics 2006;21:2086-2093.
15. seery cr, gunthorpe l, ralph pj: herbicide impact on hormosira banksii gametes measured by fluorescence and germination bioassays. environmental pollution 2006;140:43-51.
16. 王麗, 應(yīng)波, 鄂學(xué)禮: 水質(zhì)毒性分析熒光儀檢測水中毒性物質(zhì)的應(yīng)用. 衛(wèi)生研究 2006;35:254-256.
17. bengtson nash sm, mcmahon k, eaglesham g, muller jf: application of a novel phytotoxicity assay for the detection of herbicides in hervey bay and the great sandy straits. marine pollution bulletin 2005;51:351-360.
18. bengtson nash sm, quayle pa, schreiber u, muller jf: the se-lection of a model microalgal species as biomaterial for a novel aquatic phytotoxicity assay. aquatic toxicology 2005;72:315-326.
19. bengtson nash sm, schreiber u, ralph pj, müllera jf: the combined spe:toxy-pam phytotoxicity assay; application and appraisal of a novel biomonitoring tool for the aquatic environment. biosensors and bioelectronics 2005;20:1443-1451.
20. escher bi, bramaz n, eggen ril, richter m: in vitro assessment of modes of toxic action of pharmaceuticals in aquatic life. environmental science and technology 2005;39:3090-3100.
21. niederer c, behra r, harder a, schwarzenbach rp, escher bi: mechanistic approaches for evaluating the toxicity of reactive organochlorines and epoxides in green algae. environmental toxicology and chemistry 2004;23:697-704.
22. schreiber u, müller jf, haugg a, gademann r: new type of dual-channel pam chlorophyll fluorometer for highly sensitive water toxicity biotests. photosynthesis research 2002;74:317–330.

本頁產(chǎn)品地址：http://m.18bearing.com/sell/show-183184.html