淡水發(fā)光細菌為世博飲用水安全保駕護航已在汶川地震救援中發(fā)揮作用 明年亮相世博會
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朱文杰教授等完成世博科技專項課題
淡水發(fā)光細菌為世博飲用水安全保駕護航已在汶川地震救援中發(fā)揮作用 明年亮相世博會





  本報訊(記者汪海)一種快速、 靈敏、可靠的飲用水安全檢測儀將亮 相明年上海世博會。只要在待測水樣 中加入微量青?;【胄r內(nèi)就能 知道飲用水是否安全。著名的發(fā)光細 菌研究專家、我校生命科學學院教授 朱文杰、資源與環(huán)境科學學院教授徐 亞同合作并帶領他們的團隊,于日前 完成了利用青?;【鷻z測水質的世 博科技專項《快速檢測飲用水中有 害物質綜合毒性的傳感儀研制》課 題。
  “在兩年多的時間中,課題組通 過對市場上銷售的瓶裝飲用水、多種 重金屬、常見農(nóng)藥等污染物的檢測研 究,形成了檢測飲用水的全套技術規(guī) 范方法。該項成果現(xiàn)已轉化投產(chǎn),進 入市場?!崩玫l(fā)光細菌進行毒 性物質檢測,這在世界上尚屬首次, 并且具有自主知識產(chǎn)權,朱文杰對其 市場前景充滿信心。
  作為檢測材料,青?;【?Q 67 菌株的生物學特性保證了檢測結果 的靈敏性和準確性。朱文杰告訴記 者,“發(fā)光細菌是能發(fā)出綠色可見光 的細菌,青?;【@樣的發(fā)光細菌, 一旦接觸到有毒物質,發(fā)光強度就會 受到影響,它們的發(fā)光強度和水樣中 有毒物質的類型、濃度密切相關”。 所以只要在水樣中加入微量青?;?菌液體,用便攜式監(jiān)測儀讀取相關數(shù) 據(jù),飲用水是否安全,在半個小時內(nèi) 就能知道答案。這種發(fā)光細菌,不僅 將在世博會飲用水安全檢測中發(fā)揮 作用,而且早就在上海蘇州河治理、 汶川大地震后災區(qū)水質安全快速檢 測中,都得到應用和科學驗證。在不 久前舉行的上海工博會上,該項成果 也經(jīng)世博局推舉,在世博專項成果館 內(nèi)展出,獲得觀眾及相關部門好評。
  細菌“發(fā)光之謎”
  “由于發(fā)光細菌跟一般細菌一 樣形體微小,肉眼根本看不見它們, 因此單個細菌所發(fā)出的光也極其微 弱,肉眼當然也是看不見的。如果生 長在水體里的發(fā)光細菌達到一定數(shù) 量時,就會使這個水體發(fā)出綠熒熒的 光。海洋中就會有這種現(xiàn)象發(fā)生,海 水整個都變成綠色的發(fā)光體,閃現(xiàn)著 綠熒熒的波浪,這就是所謂的‘海 火’。由于發(fā)光細菌所發(fā)光的亮度是 很低的,因此只有在黑暗的環(huán)境中才 能看到,在白天光線較亮的地方是看 不到的?!痹趯嶒炇抑?,朱文杰小心 翼翼地從培養(yǎng)箱里拿出了剛培養(yǎng)好 的發(fā)光細菌。在黑暗的背景中,錐形 瓶里的液體發(fā)出了幽幽的綠色熒光。
  作為發(fā)光細菌最特別的生理代 謝特征,是在其生長的一定時間內(nèi), 能夠發(fā)射可見光。“這是由于細菌體 內(nèi)可以合成一種細菌熒光酶,它可以 催化還原型的黃素單核苷酸和長鏈 脂肪醛并在氧氣的參與下發(fā)生氧化 反應而放出光子?!敝煳慕芎喴亟?紹了發(fā)光細菌發(fā)光的機理。發(fā)光細菌 能夠檢測有毒物質也正是利用了其 這一生物學特性。
  “揭秘”青?;【鸀榱藢ふ业l(fā)光細菌,朱文杰 及其研究生們在上世紀80 年代走遍 了全國各大湖泊。最終于1985 年8 月在青海省的青海湖中,在一種沒有 鱗片的魚———裸鯉(當?shù)厝朔Q之為 鰉魚)身上,他們找到了夢寐以求的 淡水型發(fā)光細菌。
  “海洋發(fā)光細菌必須有一定濃 度的鈉離子存在,才能生長和發(fā)光, 而淡水型發(fā)光細菌就沒有這種要 求。”朱文杰等研究人員當時發(fā)現(xiàn)的 青?;【?,是一種罕見的非致病淡水 型發(fā)光細菌,依據(jù)其產(chǎn)地,被定名為 “青?;【?,這是迄今為止世界上 唯一的一種非致病的淡水型發(fā)光細 菌,因此是難得的水質檢測好材料。
  自上世紀90 年代中期,朱文杰 開始把青海弧菌由液態(tài)的保存方式 轉變?yōu)閮龈煞鄣男问?。檢測人員拿到 凍干粉后,可以保存在-10℃以下的 冰箱中,使用前只要加入復蘇液,幾 分鐘之后凍干粉中的青?;【妥?動恢復了活力,就可立即用于檢測毒 性物質,十分簡單、方便。
  發(fā)光細菌大有“用武之地”
  “如果某一條河流受到污染,或 者出現(xiàn)某種化學物質突然泄漏的事 故,判斷污染來源和污染物的主要成 分,用物化監(jiān)測方法可以較快得到結 果,但要回答對流經(jīng)區(qū)域的生物或居 民的健康有什么影響,這些監(jiān)測是無 能為力的?!敝煳慕芙榻B說?!岸冒l(fā) 光細菌來檢測環(huán)境污染毒性,不僅靈 敏,而且成本低廉,在一刻鐘到一小 時內(nèi)便會有結論。”朱文杰舉了去年 汶川地震災后水體檢測的例子,“在 成都、都江堰、綿陽等地,工作人員不 但要檢測當?shù)睾恿鞯乃|,很多農(nóng)民 也拿出自家的井水樣本要求檢測,如 果用傳統(tǒng)的檢測方法,成本就是天文 數(shù)字,時間也不允許?!倍ぷ魅藛T 利用青?;【@樣的發(fā)光細菌,在半 小時內(nèi)就知道了結果。上世紀90 年 代,朱文杰等就提出利用發(fā)光細菌快 速綜合評價蘇州河水質的方法,并得 以實施。
  “發(fā)光細菌在應用方面還有很 大的潛力?!敝煳慕苷f,“現(xiàn)在,科學 家對發(fā)光細菌利用技術的開發(fā)依舊 如火如荼,比如食品衛(wèi)生的快速檢 測、化學合成物及其降解物的毒性檢 測、分析有機合成化合物分子結構中 不同取代基對毒性的影響等等,也有 科學家在基因克隆的實驗用細菌發(fā) 光基因作為報告基因。”如今,朱文 杰仍然繼續(xù)著他每日的科研和教學 工作,“希望有關方面能夠多采用我 們國家研究人員自己研發(fā)的發(fā)光細 菌檢測技術和相關儀器?!?