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第九届全国电分析化学学术会议论文摘要集 D纳米电分析化学与电化学检测器件 D49用于海水BOD监测的生物传感器的研制 王晓辉1 崔建升1 马莉1 陈曦2 (1河北科技大学，河北省污染防治生物技术实验室，河北石家庄050018) (2厦门大学化学系，福建厦门361005) 有机污染物，是造成海洋赤潮、水生生物死亡以及生态环境恶化的罪魁祸首。生化学耗 氧量(BOD)是衡量水质有机物污染程度的主要指标，为了有效地控制污染，保护海洋生态 环境，随时跟踪海水BOD的变化，研制快速、准确、便捷、实用的海水BOD监测仪器具有 重要意义。海水BOD的测定，目前国内外普遍沿用5日接种稀释法，即BOD5法…，该法操 作繁琐、重现性差，尤其是5天的测定周期，难以及时反映污染信息。微生物传感器法，因 其具有快速、准确、易于实现连续在线自动监测等优点而成为各国研究的热点。自从1977年 臼本的Karube等12J人发表第一篇用微生物传感器测定污水BOD的研究论文以来，很多学者 一喜在进行着不断的探索与研究工作。但用于海水BOD监测的生物传感器的研究较少，本文 以从我国不同海域海水样本中筛选的微生物为识别元件，采用溶胶．凝胶．PVA包埋法制备的 固定化微生物膜与极谱式氧电极组成了耐高渗透压、可用于海水BOD测定的生物传感器。 1实验部分 1．1主要仪器和试剂主要仪器(略) (BOD5为220mg／L，由1 50mgrL葡萄糖和150mg／L谷氨酸配制)；微生物筛选培养基(牛肉 7．0．7．2， 121 膏0．3％，蛋白胨1％，可溶性淀粉O．5％，氯化镁0．1％，以过滤海水配制，pH ℃灭菌。固体培养基加2％琼脂)；其它试剂均为分析纯和生化试剂；实验用水为二次蒸馏水。 1．2微生物传感器的制备将从海水样本中分离筛选出的高活性好氧菌株于液体培养基中扩 大培养、离心分离得湿菌体；用正硅酸乙酯水解、陈化制成的溶胶．凝胶与一定量10％PVA溶 液、一定量湿菌体和辅助材料混合均匀，均匀涂_丁．混合纤维素膜上，制成固定化微生物膜， 再将该膜紧贴在极谱型氧电极的聚四氟乙烯膜上，用电极帽压紧，制成可用于海水BOD监测 的微生物传感器。 1．3测试原理与方法将传感器插入恒温、溶解氧浓度恒定的测试底液中，膜内微生物内源呼 吸活性一定时，电极输出一稳定的电流值(基线)，向底液中加入BOD标准溶液，则其中的 有机物扩散进入微生物膜，并被膜内为生物氧化而耗氧，致使氧分子扩散进入氧电极的速率 降低，传感器输出电流下降，几分钟后，传感器输出电流有稳定下来，两次稳定电流值之差 △I即为微生物传感器的响应信号。在一定浓度范围内△I与溶液BOD呈线性关系，通过△I 可检测样品的BOD值。 2结果与讨论 2．1微生物的分离与筛选从我国典型海域(大连、秦皇岛、黄骅、烟台、威海、长岛、青岛、 厦门、广州、海口等地沿岸)采集的海水样本，用围体培养基涂布平板，30。C培养，挑取单 菌落扩大培养，斜面保存。经菌株性能测试，最终获得的最优秀菌株是由烟台海域样本中筛 选出～株白色、革兰氏阴性短杆菌，经生理生化特性测试和16SrRNA测序鉴定，该菌为2003 年筛选予韩国东海的Marinobacter marinus菌【31。 2．2传感器工作条件的选择 389 第九届全国电分析化学学术会议论文摘要集 D纳米电分析化学与电化学检测器件 2．2．1 pH值在pH值4～10范围测试了底液pH值对传感器响应的影响，结果证明，pH为 6．7～8．5时对传感器的响应信号没有明显差异，本实验选底液pH为7．2。 2．2．2温度温度对微生物的活性、生长，溶液中有机物。和氧的扩散等均有影响。在20C～ 38C的温度范围内测试温度的影响，结果：随着温度的升高，菌的活性逐渐升高。当温度升 至33℃的时，菌的活性最好，随后逐渐下降。实验选33℃为测试温度。 2．3微生物传感器的响应性能测试 2．3．1线性响应特性用传感器测定BOD标准系列溶液，经回归分析，其回归方程为 度和不同批次培养的微生物活性不同，不同膜的线性响应范围、斜率可能不