一種水質毒性檢測用多通道生物傳感裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種水質毒性檢測多通道生物傳感裝置，由１－１０組毒性檢測通道和控制與檢測系統組成，毒性檢測通道由毒性測試單元構成，毒性測試單元由電極插座板、微生物電極、測試槽、磁力攪拌器和磁子組成，其中每個測試槽的下面配置有一一對應的磁力攪拌器，且測試槽和電極插座板通過轉動軸連接。本實用新型專利技術可通過選擇固定不同的毒性敏感菌株或混合菌，對污染物或污染源的毒性做出評價，具有毒性檢測污染物范圍寬、操作簡單、不受樣品色度和濁度干擾、毒性檢測結果更具客觀真實性等優勢，可很好適用于常規急性毒性分析和應急性環境監測。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬環境監測領域，具體涉及一種用于水質毒性檢測用多通道生物傳 感裝置。
技術介紹
隨著工業化程度的提高以及人們對化工產品的極大需求，各種化學物質數量猛 增，越來越多的有毒化學物質通過生產和使用進入水體，對水環境造成日益嚴重的污 染。近年來，世界各國對人接觸、使用和排放的各類化學物質的生物安全性都予以高 度重視，紛紛出臺相關規定要求在2007-2010年實現水質毒性控制，我國為了保障水環 境安全，也將水質毒性納入環境控制標準。廢水毒性的測定主要有化學方法和生物學 方法，傳統的化學分析方法雖然能定量分析廢水中主要污染物的成分及含量，但不能直 接和全面地反映毒性物質對環境的綜合影響，使其在水體污染的風險評價中受到很大限 制。由于生物學毒性分析方法能很好的彌補傳統化學分析方法存在的不足，在環境監測 領域越來越受到人們的重視。迄今為止，人們提出了多種生物毒性測試方法用于水質毒性分析，這些方法主 要有水生動植物法和微生物法。水生動植物如魚類、浮游生物、藻類等的毒性試驗盡管 具有直觀性，但是這些方法存在周期長、成本高和操作方法復雜等局限性，且不能滿足 現場快速檢測的需要。與水生動植物毒性試驗相比較，由于微生物的生物機體小、種群 數量大、生長繁殖快、保存簡單、對環境變化的反應快，并且同高等動物有著類似的物 理化學特性和酶作用過程等特點，特別適合于生物毒性試驗。近年來，隨著傳感器技術 的發展，以微生物為指示生物的生物傳感器毒性分析技術因其快速、靈敏、便攜和經濟 等特點成為環境監測
新的研究熱點。目前，國內外已研究開發了多種生物傳感器毒性分析技術，它們多是基于微生 物的發光、細胞生長、呼吸和酶活性變化等生理指標為指征。其中，基于微生物呼吸 作用和發光菌發光特性的生物傳感器得到較多的應用，但基于微生物呼吸作用的毒性分 析儀，由于所測的呼吸耗氧速率是非常敏感的變量，容易受周圍環境和工藝參數的影 響，造成毒性分析的靈敏度不夠，誤差較大。而基于發光細菌的毒性分析儀如美國Azur Environmental 公司的Microtox 、Beckman 公司的 LUMIStox 及 Merck 公司的Tox-Alert 等，在應用中會因實際水樣的復雜性受到不同程度的影響，使得分析結果具有一定的局 限性，這種缺陷主要有為3個方面(1)關于光強度檢測的缺陷，由于在實際應用中，水 體中含有大量的懸浮物，存在濁度甚至有些溶解的物質本身存在顏色，這種情況會對光 學探頭的測量帶來很大的干擾，影響檢測結果；(2)國際標準使用的檢測菌種為海洋發 光菌，在實際水樣分析中，往往需要對水樣進行鹽度和pH等調節，因此，導致毒性分析 結果與實際水樣的毒性存在一定的偏差；(3)由于實際水樣中的毒性物質種類復雜，現 有單一發光菌毒性檢測難以真正做到廣譜地適應于所有毒性物質，所以可能在應用中出 現假陰性，分析結果往往難以反映污染物毒性的真實情況。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種水質毒性檢測多通道生物傳感裝置，該裝置針 對當前水質毒性分析儀器存在的不足，提供了一種污染物檢測范圍寬、操作簡單、不受 樣品色度和濁度干擾、毒性檢測結果更客觀真實多通道的生物傳感裝置。本技術提出的水質毒性檢測多通道生物傳感裝置，由1-10組毒性檢測通道 和控制與檢測系統7組成，毒性檢測通道由毒性測試單元構成，每組毒性測試單元均由 電極插座板1、微生物電極2、測試槽3、磁力攪拌器4和磁子6組成，測試槽3的下面配 置有一一對應的磁力攪拌器4，且測試槽3和電極插座板1通過轉動5軸連接。本技術中，所述毒性檢測通道包含2-10組毒性測試單元。本技術中，所述電極插座板1由加藥孔1-1、光電感應開關1-2和電極插槽1-3三個部件組成，其中光電感應開關1-2設置在加藥孔1-1的兩側。本技術中，所述微生物電極2采用絲網印刷制備，由絕緣層2-1、墨炭層2-2、電極基片2-3、Ag/AgCl層2_4和微生物固定點2_5組成。本技術中，所述測試槽3是在高密度聚乙烯工程塑料板上打磨制成，槽直 徑 2-3cm，深 3-5cm。本技術的工作原理是通過氧化還原介質的傳遞作用，將固定于工作電極上 的微生物的呼吸作用產生的電子傳遞到電極表面，從而形成生物電流信號被系統以檢測 出來。當毒性污染物存在時，微生物細胞呼吸作用因受到毒性的抑制作用，表現出電流 信號的變化，從而根據待測污染物對生物電流信號的影響程度來判斷毒性的強弱。與基于發光細菌的毒性檢測儀和呼吸儀等相比，本技術的有益效果在于可 通過選擇固定不同的毒性敏感菌株(或混合菌)，對污染物(污染源)的毒性做出評價， 具有毒性檢測污染物范圍寬、操作簡單、不受樣品色度和濁度干擾、毒性檢測結果更具 客觀真實性等優勢，可很好適用于常規急性毒性分析和應急性環境監測。附圖說明圖1是本技術水質毒性檢測多通道生物傳感裝置的結構示意圖；圖2是本技術水質毒性檢測多通道生物傳感裝置的某一通道電極插座板結 構示意圖；圖3是本技術水質毒性檢測多通道生物傳感裝置的電極示意圖；圖4是實施例1檢測電流信號曲線。圖5是實施例1毒性數值EC50曲線擬合計算圖。圖中標號1為電極插座板，1-1為加藥孔，1-2為光電感應開關，1-3為電極 插槽，2為微生物電極，2-1為絕緣層，2-2為墨炭層，2-3為電極基片，2-4為Ag/AgCl 層，2-5為微生物固定點，3為測試槽，4為磁力攪拌器，5為轉動軸，6為磁子，7為控 制與檢測系統。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。實施例1 如圖1-圖3所示，本技術的水質毒性檢測多通道生物傳感裝置由1-10組毒 性檢測通道和控制與檢測系統7組成，本實施例由2組毒性檢測通道組成，毒性檢測通道 由毒性測試單元構成，毒性測試單元由電極插座板1、微生物電極2、測試槽3、磁力攪 拌器4和磁子6組成，其中每個測試槽3的下面配置有一一對應的磁力攪拌器4，通過帶 動反應池中的磁子6，實現對待測水樣的均勻攪拌，測試槽3和電極插座板1通過轉動軸 連接，實現電極插座板裝置的打開和關閉，控制與檢測系統定時對毒性測試單元的微生 物電流進行檢測分析。本實施例中毒性檢測通道包含8組毒性測試單元。所述電極插座板1由加藥孔1-1、光電感應開關1-2和電極插槽1-3三個部件組 成，其中光電感應開關1-2設置在加藥孔1-1的兩側，微生物電極一端插入電極插孔中， 在工作電極和參比電極之間施加固定電壓為550mv，電極的微生物端插入反應池的待測 水樣中，加藥孔用于投加藥劑，光電感應開關位于加藥孔兩側。分析時，采用不透光槍 頭插入加藥孔1-1進行加藥的同時，引起光電感應開關1-2的開/關，從而記錄下加藥的 時間節點。所述微生物電極2采用絲網印刷制備，由絕緣層2-1、墨炭層2-2、電極基片2-3、Ag/AgCl層2-4和微生物固定點2-5組成，微生物固定點2_5部分用于固定指示微 生物，Ag/AgCl層2-4用作參比電極。所述測試槽3是在高密度聚乙烯工程塑料板上打磨制成，槽直徑2-3cm，深3-5cm,可以根據需要成組布置，測試槽中放置配套的玻璃燒杯作為待測水樣的反應池， 里面放置1-3個磁子。所述的控制與檢測系統7提供微生物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水質毒性檢測多通道生物傳感裝置，由１－１０組毒性檢測通道和控制與檢測系統（７）組成，其特征在于毒性檢測通道由毒性測試單元構成，每組毒性測試單元均由電極插座板（１）、微生物電極（２）、測試槽（３）、磁力攪拌器（４）和磁子（６）組成，測試槽（３）的下面配置有一一對應的磁力攪拌器（４），且測試槽（３）和電極插座板（１）通過轉動軸（５）連接。

【技術特征摘要】
1.一種水質毒性檢測多通道生物傳感裝置，由1-10組毒性檢測通道和控制與檢測系 統(7)組成，其特征在于毒性檢測通道由毒性測試單元構成，每組毒性測試單元均由電 極插座板(1)、微生物電極(2)、測試槽(3)、磁力攪拌器(4)和磁子(6)組成，測試槽 (3)的下面配置有一一對應的磁力攪拌器(4)，且測試槽(3)和電極插座板(1)通過轉動 軸(5)連接。2.根據權利要求1所述的水質毒性檢測多通道生物傳感裝置，其特征在于所述每 組毒性檢測通道包含2-10組毒性測試單元。3.根據權利要求1所述的水質毒性檢測多通道生物傳感裝置，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王學江，李建華，尹大強，夏四清，丁鈺力，劉免，王晨謙，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：實用新型
國別省市：31