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针对水环境中重金属生物毒性的检测需求,本论文研究开发了基于重组发光细菌的重金属毒性自动在线检测技术。重组发光细菌能够将可生物利用重金属组分的浓度信息转化成易于检测且能够量化的生物荧光指标,从而能够用于检测重金属污染的生物毒性风险。本研究自主构建了5株具有不同重金属响应特性的重组发光细菌。通过PCR扩增方法,从Klebsiella pneumoniae、Pseudomonas putida SP1、Pseudomonas sp.ND6、Rahnella aquatilis HX2和Klebsiella oxytoca M5al中,将cad、mer、pbr、cue、和cop基因中的重金属功能识别基因提取出来,插入含有lux CDABE发光基因的p UCD615质粒中,以使发光基因的表达受到功能识别基因调控,然后将重组的质粒转化到E.Coli DH5α感受态细胞,从而得到对汞、镉、铅、铜、银5种重金属具有响应特性的重组发光细菌p THE14-E.Coli、p THE30-E.Coli、p THE57-E.Coli、p THE10-E.Coli和p THE11-E.Coli。研究中建立了重组发光细菌重金属测试的内标检测法,以避免在水样测试中的假阴性问题。在水样毒性测试时,共测定4个样品的发光强度,包括背景发光强度RLUN、阳性样品发光强度RLUP、水样发光强度RLUS和内标样品发光强度RLUI,通过4个样品的发光强度之间的关系,判断水样中汞的浓度Ca的范围。本研究开发了基于重组发光细菌的重金属生物毒性自动在线监测仪。该仪器通过上位机软件控制机械臂操作装置和其他仪器部件联动,完成了菌液制备、水样处理、混合反应、毒性测试和系统清洗的操作步骤,实现了整体重组发光细菌重金属毒性检测的全自动化运行;研究开发了二维生物毒性自动在线监测仪,实现了重金属生物毒性和急性综合毒性的同时检测。二维生物毒性监测仪在重金属生物毒性仪的基础上,增加了采用天然发光细菌进行水质急性综合毒性的测试系统,并对仪器的硬件设备和软件控制系统进行了优化设计使仪器的控制更为简便,并改正了原有仪器中存在的问题。二维生物毒性仪相当于在目前已商业化的水质急性综合毒性自动在线监测仪的基础上,增加了重金属生物毒性的检测功能,对于水质生物毒性的全面分析具有重要实用价值。