环境毒理学实验
毒理学实验报告

化学化工学院环境毒理学实验报告专业:环境科学班级:09级02班姓名:学号:二〇一一年六月莱茵河污染事件(以DDT为例分析)1、污染事件发生原因及过程:1986年11月1日深夜,瑞士巴富尔市桑多斯化学公司仓库意外起火,装有1250吨剧毒农药的钢罐爆炸,硫、磷、汞等毒物随着百余吨灭火剂进入下水道,排入莱茵河。
警报传向下游瑞士、德国、法国、荷兰四国835公里沿岸城市。
剧毒物质构成70公里长的微红色飘带,以每小时4公里速度向下游流去,流经地区鱼类死亡,沿河自来水厂全部关闭,改用汽车向居民送水,接近海口的荷兰,全国与莱茵河相通的河闸全部关闭。
翌日,化工厂有毒物质继续流入莱茵河,后来用塑料塞堵下水道。
8天后,塞子在水的压力下脱落,几十吨含有汞的物质流入莱茵河,造成又一次污染。
11月21日,德国巴登市的苯胺和苏打化学公司冷却系统故障,又使2吨农药流入莱茵河,使河水含毒量超标准200倍。
这次污染使莱茵河的生态受到了严重破坏。
2、直接影响及经济损失:事故造成约160公里范围内多数鱼类死亡, 约480公里范围内的井水受到污染影响不能饮用。
污染事故警报传向下游瑞士、德国、法国、荷兰四国沿岸城市, 沿河自来水厂全部关闭, 改用汽车向居民定量供水。
由于莱茵河在德国境内长达865公里, 是德国最重要的河流, 因而遭受损失最大。
事故使德国几十年为治理莱茵河投资的210亿美元付诸东流。
接近海口的荷兰, 将与莱茵河相通的河闸全部关闭。
法国和前西德的一些报纸将这次事件与印度博帕尔毒气泄漏事件、前苏联的切尔诺贝利核电站爆炸事件相提并论。
《科普知识》总结了世纪世界上发生的最闻名的污染事故, 莱茵河水污染事故被列为“六大污染事故”之六。
3、毒理学相应原理:污染事故中,被迫排入河流的污染物多为有机农药,如:有机氯农药、有机磷农药、氨基钾酸酯类农药、拟除虫菊酯类农药等。
这里选择其中有机氯农药中具有代表性的一种——DDT,为例分析农药类污染物进入环境后会对环境产生怎样的影响。
环境毒理学(董国日)05-1环境毒理学常用实验方法

皮肤接触
将受试物涂抹在动物皮肤 上,观察其对皮肤的影响 。
吸入暴露
使动物吸入受试物,模拟 人类在环境中的暴露方式 。
实验结果评价
观察临床症状
观察动物的行为、生理和生化指标的变化, 判断受试物对动物的毒性作用。
体重和生长速率
监测动物体重和生长速率的变化,评估受试 物对动物生长的影响。
脏器重量和病理学检查
如激素水平、酶活性等,用于评估 生理功能。
03
02
生长发育指标
如体重、身长、器官发育等,用于 评估发育状况。
行为学指标
如学习记忆、运动能力等,用于评 估行为表现。
04
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CATALOGUE
致突变和致癌实验
实验动物选择
哺乳动物
如小鼠、大鼠、豚鼠等,是研究致突变和致癌作用 的主要动物模型。
鸟类
如鸡、鸭等,常用于研究环境致癌物的致癌作用。
昆虫
如果蝇、蚕等,常用于研究致突变作用。
实验方法选择
体内实验
通过将受试物直接或间接给予动物,观察其致突变和致癌作 用。
体外实验
利用离体细胞或组织进行实验,如细胞培养、染色体畸变分 析等。
实验结果评价
观察指标
包括突变率、肿瘤发生率、病理学改变等。
数据处理
对实验数据进行统计分析,比较不同组之间的差 异。
实验方法选择
母体-胎盘暴露法
通过给母体注射或喂食有毒物质,观察对胎 儿发育的影响。
全身暴露法
将动物暴露于有毒物质的环境中,观察其对 生殖和发育的影响。
胚胎暴露法
将胚胎直接暴露于有毒物质中,观察对胚胎 发育的影响。
实验结果评价
01
生殖能力指标
环境毒理学常用实验方法

方法
通常将动物长期暴露于毒物,观察肿 瘤发生情况、类型和恶性程度等指标。
03
细胞培养实验方法
细胞毒性实验
01
02
03
MTT法
通过检测活细胞线粒体中 的琥珀酸脱氢酶来反映细 胞活性,评估毒物对细胞 的毒性作用。
LDH释放法
检测细胞损伤时释放的乳 酸脱氢酶,用于评估毒物 对细胞膜的损伤程度。
中性红摄取法
06
数据分析和结果解读
数据统计和分析方法
描述性统计
对数据进行整理、分类、汇总,通过图表展示数据的分布、中心 趋势和离散程度。
推论性统计
通过假设检验、方差分析等方法,推断样本数据所代表的总体特征, 评估不同处理组之间的差异显著性。
多元统计分析
运用主成分分析、聚类分析、判别分析等方法,挖掘数据间的内在 联系和规律,简化数据结构。
研究动物在长时间内暴露于低 剂量毒物后的毒性反应和潜在 危害。
方法
通常将动物长期暴露于低剂量 毒物,观察生长、发育、繁殖 和器官损害等指标。
应用
用于评估毒物的慢性毒性,了 解毒物对机体的长期影响,如 致癌、致畸、致突变等。
致癌性实验
目的
应用
研究动物在长时间内暴露于毒物后是 否诱发肿瘤。
用于评估毒物的致癌性,为环境毒理 学和公共卫生领域提供重要依据。
04
分子生物学实验方法
基因毒性实验
02
01
03
单细胞凝胶电泳(彗星实验)
检测DNA链断裂,评估遗传物质损伤。
基因突变实验
通过观察基因突变频率,评估化学物质的致突变性。
报告基因实验
利用报告基因的表达变化,间接反映目标基因毒性。
蛋白表达实验
第五章___环境毒理学常用实验方法2

可根据以下公式计算出剂量分组: i=(lgLD90-lgLD10)/(n-1) 或:i=(lgLD100-lgLD0)/(n-1)
式中i为组距(相邻的两个剂量组对数剂量之差); n为设计的剂量组数。
3.正式试验;
一般来说、根据试验设计所选用的LD50计算方法来确定组数。例如几率单位法、寇氏法一 般设6~10个剂量组;霍恩法固定设4个剂量组。求得i值后.以最低剂量组(LD0或LD10)的 对数剂量加上一个i值,即是第二个剂量组的对数剂量,依此类推直至最高剂量组,查各 自的反对数即得出各组剂量的真实值。
1
2
3
4
5
6
LgLD0
LgLD0+i LgLD0+2i LgLD0+3i LgLD0+4i
•••
(五)试验周期与毒效应观察
1.中,应同时观察体重的变化。体重可以反 映动物中毒后的整体变化。体重改变的原因很多,若化学毒物刺激或损伤 消化道可出现试验动物饮食减少甚至拒食,表现为体重减轻。若化学毒物 引起腹泻,将影响食物吸收和利用,体重也会减轻。如果化学毒物影响水 的摄取或肾功能急性损伤,也可能在体重上反映出来。所以,对存活动物 尤其是对低于LD50剂量组的存活动物.应在观察期14天内称量其体重的变 化.以便了解受试物引起毒效应的持续时间。
短期试验:多采用7cm以下的青、草、鲢、鳙
较长试验:3cm以下的金鱼
6)甲壳动物实验 水蚤是常用的淡水水质监测的甲壳动物 一般选择同龄、同性、同一母体的幼体作试验蚤
第二节 蓄积毒性试验
基本概念
蓄积毒性试验方法及其评价
一、基本概念
化学毒物进入机体后,经过生物转化以代谢产物或化学物原型排出体外。但 是,当化学毒物反复多次给动物染毒,化学毒物进入机体的速度(或总量)超过代 谢转化的速度和排泄的速度(或总量)时,化学毒物或其代谢产物就有可能在机体 内逐渐增加并贮留,这种现象称为化学毒物的蓄积作用(accumulation)。
环境毒理学概论》实验教案

《环境毒理学概论》实验教案第一章:环境毒理学的概念与原理1.1 环境毒理学的定义解释环境毒理学的概念,强调其研究环境因素对生物体的毒害作用。
强调环境毒理学的重要性和其在环境保护中的应用。
1.2 环境毒理学的研究方法介绍环境毒理学的研究方法,包括实验室研究和现场研究。
强调实验方法在环境毒理学研究中的应用,并解释实验设计的原则。
第二章:化学物质的毒性评估2.1 毒性评估方法介绍毒性评估的方法,包括体外实验和体内实验。
解释不同毒性评估方法的优缺点,并强调其适用性。
2.2 毒性参数的测定介绍毒性参数的测定方法,包括毒理学参数和生态学参数。
强调测定毒性参数的重要性,以评估化学物质的生态风险。
第三章:环境中有机污染物的毒理学研究3.1 有机污染物的来源和分布解释有机污染物的来源和其在环境中的分布情况。
强调有机污染物对生物体的毒害作用及其对生态系统的威胁。
3.2 有机污染物的毒性机制介绍有机污染物的毒性机制,包括吸收、分布、代谢和排泄过程。
强调不同有机污染物的毒性差异及其对生物体的影响。
第四章:环境中有机氯农药的毒理学研究4.1 有机氯农药的特性解释有机氯农药的化学特性和生物积累特性。
强调有机氯农药在环境中的持久性和对生物体的毒性。
4.2 有机氯农药的毒性评估介绍有机氯农药的毒性评估方法,包括急性毒性和慢性毒性实验。
强调有机氯农药对生态系统和人类健康的风险。
第五章:环境中有机磷农药的毒理学研究5.1 有机磷农药的特性解释有机磷农药的化学结构和作用机制。
强调有机磷农药在农业生产中的应用和环境分布。
5.2 有机磷农药的毒性评估介绍有机磷农药的毒性评估方法,包括神经毒性实验和代谢毒理学实验。
强调有机磷农药对生物体的毒性及其对生态系统的影响。
第六章:环境重金属污染的毒理学研究6.1 重金属的来源和毒性介绍环境中重金属污染的来源,如工业排放、农业使用等。
阐述重金属对生物体的毒性,包括它们的生物积累和生物放大作用。
6.2 重金属的毒性评估方法讲解评估重金属毒性的实验方法,包括急性毒性试验、慢性毒性试验和发育毒性试验。
环境毒理学的基础概念与实践应用

环境毒理学的基础概念与实践应用环境毒理学是毒理学的一个分支,主要研究环境化学物质对生物体的毒性作用和影响,是研究环境污染及其对生态系统和人类健康影响的重要科学。
环境毒理学的研究方法通常采用人工实验和现场调查相结合的方法,运用环境化学、生物学、药理学、气象学、地球化学、土壤学、统计学等学科知识,通过实验模拟或现场监测,研究环境污染物对生物体的毒性效应、影响机制及危害程度,并提出相应的防治措施和管理建议。
环境毒理学的研究涉及到广泛的领域,包括空气、水、土壤、食物、宠物、野生动物、农作物、工业产品等,研究内容包括环境污染物的释放、传输、转化,以及它们与人类和自然环境的相互作用。
环境毒理学的研究范围涵盖了从分子水平到生态系统水平的广泛范围,既包括环境污染物的分子结构、作用机制和代谢途径,又涉及到环境污染物对生态系统的稳定性、物种多样性和生态良性循环的影响。
毒理学研究所涉及的化学品可以是天然存在于环境中的有机物或无机物,也可以是由人类生产或使用的化学品。
其中,化学品的毒性程度不同,有些也可影响生态域面积和人类健康。
常见的环境污染物有:多环芳烃、重金属、有机氯、氟、溴、氖和有机磷等。
大部分环境污染物都能造成生态系统失调、物种灭绝、肿瘤和生殖损伤等一系列严重问题。
在实践运用方面,环境毒理学是环境管理和公共卫生领域的重要工具。
它可以提供有关环境污染的客观和科学的数据,以支持环境政策的制定和实施。
特别是在工业化国家,环境毒理学研究已成为一个重要的社会需求,国家和地方政府、私人企业和科研机构都开展了与环境毒理学相关的研究和应用工作。
在环境污染的防治中,环境毒理学可以发挥重要作用。
通过深入了解化学品对生态系统和人类健康的毒性作用,并发展相应的检测方法和监测技术,可以提供有关环境污染物的数据和信息,帮助政府和公众了解环境问题的严重性和紧迫性。
通过制定有关规章制度和法律,加强目标管理和公众教育,促进资源的再利用,可以有效地减少环境污染的发生和扩散。
环境毒理学概论》实验教案

环境毒理学概论实验教案一、实验目的1. 理解环境毒理学的基本概念和研究方法。
2. 掌握环境中有害物质的毒性评价和风险评估方法。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、实验原理1. 环境毒理学是研究有害物质在环境中的传播、转化、毒性效应及其控制措施的科学。
2. 毒性评价:通过实验方法评估化学物质对生物体的毒性。
3. 风险评估:评估环境中有害物质对人类和生态系统的风险。
三、实验内容1. 实验一:环境毒理学基本概念与原理实验目的:了解环境毒理学的基本概念和研究方法。
实验方法:阅读相关文献,进行小组讨论。
2. 实验二:毒性评价实验实验目的:学习毒性评价的方法和技巧。
实验方法:选用实验动物或细胞培养,给予不同剂量的化学物质,观察其毒性效应。
3. 实验三:风险评估实验实验目的:学习风险评估的方法和技巧。
实验方法:收集环境样本,测定有害物质的浓度,评估其对人类和生态系统的风险。
4. 实验四:有害物质检测实验实验目的:学习有害物质的检测方法。
实验方法:选用适当的检测仪器和试剂,对环境样本进行有害物质检测。
5. 实验五:环境毒理学案例分析实验目的:培养学生解决实际问题的能力。
实验方法:分析实际环境污染案例,提出解决方案。
四、实验材料与仪器1. 实验材料:实验动物、细胞培养、化学物质、环境样本等。
2. 实验仪器:显微镜、离心机、PCR仪、气相色谱仪等。
五、实验结果与分析1. 实验结果:记录实验过程中的观察数据和检测结果。
2. 结果分析:对实验结果进行分析和讨论,得出结论。
六、实验六:生态系统毒性评估实验目的:理解生态系统中毒性评估的方法和应用。
实验方法:通过模拟实验,观察化学物质对生态系统的毒性效应,如对植物、昆虫和微生物的影响。
七、实验七:生物标志物与毒性评估实验目的:学习生物标志物在毒性评估中的应用。
实验方法:通过实验室分析,检测生物体内的生物标志物,如肝脏和肾脏的酶活性,作为毒性评估的指标。
八、实验八:环境风险评估模型实验目的:掌握环境风险评估模型的构建与应用。
环境毒理学的理论和实践研究

环境毒理学的理论和实践研究随着现代工业的发展,人类依赖化学物质的程度日益加深,但同时,这些化学物质也带来了环境污染和人类健康的威胁。
环境毒理学作为一门研究化学物质对环境和生物的毒性和危害的学科,已经成为了解决这一问题的重要手段。
本文将着重介绍环境毒理学的理论和实践研究。
一、环境毒理学的基本概念环境毒理学是研究化学物质在环境中的分布、转化和对生物的毒性与危害的学科。
毒性是指化学物质或其代谢产物引起生物结构或功能异常反应的能力。
环境毒理学的研究范围涉及到物质的分子层次、细胞层次、器官层次和个体层次,探究各个层次对化学物质的毒性反应。
环境毒理学的研究可以帮助人们了解和评估化学物质在生态系统中的风险,制定环境保护政策,以保证环境和人类健康。
二、环境毒理学的研究方法环境毒理学的研究方法包括实验室研究和野外调查。
在实验室研究中,研究者利用动物模型或体外实验来评估化学物质的毒性,研究所得数据可以建立剂量-反应关系,并确定各种化学物质的阈值。
野外调查则着重探究各种化学物质在真实环境中的分布和转化过程,根据野外数据可以评估化学物质在生态系统中的风险。
三、环境毒理学实践研究环境毒理学的实践研究范围广泛,包括以下方面:1.水生生物毒性测试:通过评估化学物质对水生生物的毒性,了解化学物质的生态效应。
2.农药残留与农产品安全:评估农药在土壤、植物和水中的分布、转化和生态效应,了解农产品中农药残留的安全性问题。
3.环境重金属污染及其生态效应:通过采样分析和动物试验,评估重金属在大气、水和土壤中的分布和生态效应。
4.全球污染物排放、生态风险和人类健康评估:研究各种污染物的生态风险评估,并评估其对人类健康的影响。
5.新化学物质判断模型:通过基于现有的实验数据,利用预测模型评估该特定化学物质的毒性和生态效应。
四、环境毒理学的前沿技术随着科技的发展,环境毒理学的研究方法也得到了不断完善和创新。
以下是环境毒理学的前沿技术:1.基于大数据的环境毒理学研究:利用大数据技术,将分布广泛的数据进行整合分析,挖掘出大规模数据集中的有价值信息,对化学物质的生态风险做出更为精准的风险评估和确定。
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环境毒理学实验:吴天真班级:生物1501学号:201547005联系方式:队友:高秋远梁旭实验一污染物对藻类的生长抑制作用一、实验目的1. 了解藻类的生长规律;2. 掌握藻类的培养方法;3. 掌握化学物质对单细胞绿藻生长影响的评价方法。
二、实验容1. 运用毒理学实验方法,观察藻类在含有化学污染物的水环境中的生长抑制情况;2. 求出受试化合物对藻类生长抑制的EC50;3. 阐明受试化合物的剂量-效应关系与生长抑制特征。
三、实验原理单细胞藻类个体小、世代时间短,是水体中的初级生产者。
因为可在短期获得化学物质对其许多世代及种群水平上的影响,所以利用污染物对藻类生长的抑制作用,能反映污染物水平对水体中的初级生产者的作用情况。
通过将不同浓度的受试物加到属于对数生长期的藻类中,在规定的实验条件下继续培养,每隔24 h 测定藻类种群的浓度或生物量,以观察受试物对藻类生长的抑制作用。
经方差分析或t 检验,显著低于对照(p < 0.05)的生长率表明藻类生长受到抑制。
四、实验仪器和试剂1. 受试物研究藻类生长抑制实验的受试物应当是挥发性低、环境稳定性好且可溶于水的物质。
如果需要助溶剂,它在水中的浓度不能超过0.1 mL/L。
2. 藻种斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)或蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)。
3. 培养基藻类的培养基很多,其成分和浓度各不相同,小球藻和栅藻可用“水生4 号”培养基培养。
配制培养基时可将营养盐类按所需浓度直接加入无菌蒸馏水或去离子水中。
应按顺序逐个加入,待一种盐类完全溶解后再加另一种。
亦可先配制各种营养盐类的浓度储液,经灭菌后避光冷藏保存。
当需要配制营养基时,将一定量的浓储备液摇匀,依次加入到蒸馏水或去离子水中即可。
*取少量菜园土,加2-3 倍自来水,煮沸10 余分钟,冷却后用滤纸过滤即可使用。
4. 实验器材电子天平(2 台)、立式压力蒸汽灭菌器(2 台)、无菌操作台(4 台)、显微镜(4 台)、生化培养箱(2 台)、pH 计(4 套)、气浴恒温摇床(4 台)、可见分光光度计(4 台)、数字照度计(2 台)、血球计(4 套)、血小球记数板(200 块)、4 到7 只30W 的普通白色荧光灯、ф60 漏斗(4 个)、锥形瓶、温度计、滤纸和纱布等若干。
5. 实验药品硫酸铵、磷酸二氢钙、碳酸氢钠、氯化钾、硫酸镁、氯化铁均为分析纯,土壤浸出液。
五、实验步骤1. 藻类培养培养温度为:24±2 ℃;白色荧光灯均匀光照,光照强度为4000±400 lux,连续光照或以12:12 或14:10 光暗比光照;机械震荡(100±10 次/min);培养容器用棉塞、滤纸、纱布(2-3 层)或锡箔纸等封闭,对挥发性化学物质采用磨口玻璃瓶塞完全封闭。
可根据实验需要选择容量不同的实验容器,125 mL 锥形瓶中测试液的体积为40-60 mL;250 mL 锥形瓶中测试液体积为70-100 mL;500 mL 锥形瓶中测试液的体积为100-150 mL。
2. 藻试液的配制从储备液中取出一定的藻液,接种到新鲜的无菌培养液中,接种浓度约为105 个/mL。
在与试验要求相同的条件下进行预培养,要求在2-3 天藻类能达到对数生长,然后再次转移到新鲜的培养液中。
如此反复转接培养2-3 次,藻类生长健壮并开始处于对数生长期时即可用来制备实验中需要的藻类试验液。
3. 受试物试验液的配制根据初步试验确定产生效应的浓度围,至少设置五个构成对数间距系列的浓度,浓度比不超过2.2。
较佳的浓度围为,最低测定的浓度必须对藻类生长影响较小(如生长抑制率<10%),最高测定浓度对藻类生长的抑制率接近100%。
至少设置3个平行样,每一系列设一个对照。
实验前应测定受试液的pH,必要时用盐酸或氢氧化钠溶液将pH调到7.5±0.2。
试验结束时应测定被测物质的实际浓度。
4. 测试液的配制先在每个试验锥形瓶中加入10 mL藻液,再加10 mL受试物溶液。
对照组只加10 mL培养液。
将各瓶摇动混匀后,放入光照培养箱中培养。
实验开始后,每隔24h(即在24,48h)测定各组藻类的细胞密度。
六、实验结果1. 藻类生长的测定藻类生长是指在试验期间每毫升溶液中藻类细胞数目的增加量。
一般用以下三种方法测定藻类的生长:①细胞计数;②测光密度;③测叶绿素含量。
推荐使用方法①和②。
2. 数据处理将不同浓度试验培养液和对照培养液的藻细胞浓度与测试时间绘制成曲线图,再用下面方法确定浓度效应关系。
生长率是单位时间(tn-t1)藻类细胞增长的量(Nn-Nt)。
对数生长期的藻类平均特定生长率可用下式计算:(1)式中:μ——藻类平均生长率;t——培养时间,t1为起始时间,tn为终了时间;N——藻类细胞生长量,N1为起始细胞数,Nn为最终细胞数。
以不同浓度组中藻类生长率的下降比例与对数浓度作图,可直接从图上读出EC50,再标明测定时间,如24 h EC50。
也可求出回归关系式,再算出EC50。
表2 实验记录表格根据直线插法或概率单位图解法估算24 h、48 h和72 h藻类生长受到抑制的EC50。
测得的实验数据如下:生物量单位:10^5个/mL根据直线插法或概率单位图解法估算24 h、48 h和72 h藻类生长受到抑制的EC50:24h EC50=3.35 48h EC50=3.39 72h EC50=3.47七、注意事项1. 在正式试验前必须进行必要的预试验。
2. 实验藻种的选择和预培养应注意:藻细胞大小均匀,颜色鲜绿,处于对数生长期。
试验开始3天,对照组藻细胞浓度至少应增加16倍。
3. 需要明确受试化合物的理化特性,有针对性的进行实验。
八、讨论与思考1.干扰藻类EC50正常测定的因素有哪些?(1)各锥形瓶在培养箱的位置不同,受光程度不同,导致藻类生长情况受影响。
(2)在藻类培养过程中,部分藻类沉淀,影响受光(3)测定吸光度时,藻液未混合均匀,导致测得的数据与实际不符、2.受试物质对藻类的生长在不同时期起的作用有何不同?有无促进作用?随着时间增加,高浓度抑制作用加强,低浓度促进作用加强。
3.根据实验结果,提示进一步开展哪方面的研究?可进行以下几个方面的研究:(1)探究受试物影响藻类生长的具体原因;(2)探究该受试物是否对其他植物有类似的左右;(3)实验成果的具体应用。
实验二污染物对发光细菌的急性毒性测试发光菌毒性测试是20 世纪70 年代后兴起的一种微生物监测环境污染及检测污染物毒性的新方法。
1978 年美国Beckman 公司即推出功能完备的生物发光光度计“Microtox”,自此,这一急性毒性测试技术在世界围迅速推广。
因此人们也将发光菌毒性测试称为Microtox 测试。
采用现代光电检测手段(生物发光光度计)的发光菌生物毒性实验是毒理学中生物测定的方法之一。
该方法快速、简便、灵敏、廉价,在有毒物质的筛选,环境污染生物学评价等方面有重要的意义,因而备受各国有关研究者的关注。
1995 年3 月,国家环境保护局、国家技术监督局将发光菌毒性测试定为水质监测标准方法(GB/T 15441-1995)。
一、实验目的1. 掌握发光细菌毒性测试的标准方法;2. 根据发光细菌发光强度的变化判断受试化合物的毒性;3. 初步了解发光细菌毒性测试的影响因素。
二、实验容1. 发光细菌的复;2. 发光细菌发光强度的测定;3. 受试化合物毒性的计算。
三、实验原理发光细菌是一种非致病性的普通细菌,具有发光能力,在正常条件下经培养后能发出肉眼可见的兰绿色光,这种发光过程是细菌体一种新代反应,是氧化呼吸链上的一个侧支。
发光细菌的发光反应模式图(1)所示。
发光细菌发光反应途径可简单概述为:FMNH2+O2+RCHO→荧光+FMN+H2O+RCOOH (1)这个发光现象是呼吸代耦合,作为光能被散发。
当细菌体合成萤光酶、萤光素、长链脂肪醛时,在氧的参与下发生生化反应,反应的结果便产生光。
发光菌的发光现象是其正常的代活动, 在一定条件下发光强度是恒定的,与外来受试物(无机、有机毒物, 抑菌、杀菌物等) 接触后, 其发光强度即有所改变。
变化的大小与受试物的浓度呈相关关系, 同时与该物质的毒性大小有关。
通常认为外来受试物通过下面两个途径抑制细菌发光: (1) 直接抑制参与发光反应的酶类活性; (2) 抑制细胞与发光反应有关的代过程(如细胞呼吸等)。
毒物的毒性可以用EC50 表示, 即发光菌发光强度降低50% 时毒物的浓度。
实验结果显示, 毒物浓度与菌体发光强度呈线性负相关关系。
因而可以根据发光菌发光强度判断毒物毒性大小, 用发光强度表征毒物所在环境的急性毒性。
图 (1) 发光细菌的发光反应模式。
E1: 细菌荧光素酶,由α、β 2 个亚基组成,α为40000-42000D,β为37000-39000D。
单独α、β亚基均无发光活性,只有α、β共存时才有活性。
E2: NADH:FMN 氧化还原酶,分子量为3000D,对FMN 有高度特异性。
E3: 脂肪酸还原酶。
四、实验仪器与材料1. 试剂:氯化汞(分析纯);氯化钠(化学纯);蒸馏水。
氯化钠溶液,2.0 g/100 ml (3.0 g/100 ml),称取2.0 g (3.0 g)氯化钠溶于100ml 蒸馏水中,置于2-5℃冰箱备用。
氯化汞母液,2 000 mg/L,万分之一分析天平精称密封保存良好的无结晶水氯化汞0.1000 g 于50 ml 容量瓶中,用3.0 g/100ml 氯化钠溶液稀释至刻度,置于2-5℃冰箱备用,保存期6 个月。
氯化汞工作液,2.0 mg/L,用移液管吸取氯化汞母液10 ml 入1000 ml 容量瓶,用3.0g/100ml 氯化钠溶液定容。
再用移液管吸取氯化汞20 mg/L 液25 ml 入250 ml 容量瓶,用3.0 g/100 ml 氯化钠溶液定容,将此液倒入配有半微量滴定管的试液瓶,然后,用3.0 g/100 ml氯化钠溶液将氯化汞2.0 mg/L 溶液按表1 稀释成系列浓度(稀释至50 ml 容量瓶中)。
配制的稀释液保存期不超过24 小时。
2. 明亮发光杆菌T3 小种(Photobacterium phosphoreum T3 spp.)冻干粉,安培瓶包装,在2-5℃冰箱有效保存期为6 个月。
新制备的发光细菌休眠细胞(冻干粉)密度不低于每克800万个细胞;冻干粉复2 min 后即发光,可在暗室检验,肉眼可见微光,稀释成工作液后,经稀释平板法测定,每毫升菌液不低于1.6 万个细胞(5 毫升测试管)或2 万个细胞(2 毫升测试管)。
在DXY-2 型毒性测试仪上测出的初始发光量应在600-1900 mV之间,低于600 mV 允许将倍率调至“X2”档,高于1900 mV 允许将倍率调至“X0.5”档。