一種氧化還原水溶膠、用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的制備方法及應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種氧化還原水溶膠，采用如下方法制備：用高分子溶膠和氨基硅烷偶聯劑制備有機無機復合溶膠，將此復合溶膠與電子介體混合制備氧化還原水溶膠。本發明還涉及一種用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的制備方法及應用，通過所制備的氧化還原水溶膠，把微生物和電子介體同時固定在電極上，制備一體化微生物電極，并將一體化微生物電極應用在水體生物毒性的快速檢測和即時監測上。采用由本發明制備的一體化微生物電極構建的電化學傳感器系統，可即時監測水體生物毒性的改變和快速檢測水體生物毒性大小，達到即時、連續、快速的檢測，具有分析靈敏度高、成本低廉、操作簡單、便于攜帶等特點。
【專利說明】一種氧化還原水溶膠、用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的制備方法及應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于微生物傳感器【技術領域】，具體涉及用于水體生物毒性快速檢測的氧化還原水溶膠、一體化微生物電極的制備方法及應用。
【背景技術】
[0002]隨著近代工業的發展，日益增多的環境污染給水生態系統造成了很大的沖擊，對其進行毒性檢測已經成為評價水環境質量的重要環節。目前，用于污染物毒性測試的方法主要有理化方法和生物學方法。傳統理化方法可以精確定量分析某一種或某一類污染物的種類和含量；但這些方法不能直接、全面地反映有毒物質對環境的綜合影響。生物學方法是通過檢測毒性物質對生物生理行為的改變，進而反映水體毒性大小，其能較全面地反映廢水中復合污染物的聯合毒性作用，并能充分了解各種環境因子(如PH值、溫度、溶解度等)對污染物毒性效應的具體影響，有很大的優勢。因此，在水污染研究中，作為常規理化方法的有效補充，使用生物學方法進行生物毒性檢測已經成為監測和評價水體環境質量的重要手段之一。
[0003]近些年興起了介體型微生物傳感器應用在生物毒性檢測領域的研究。這種方法具有成本低，易操作，檢測靈敏等特點。它不僅克服了國標方法中發光法易受體系濁度的影響，生物需氧量法(BOD)中溶解氧濃度低，不穩定等缺點。并且具有便攜、靈敏、快速和可實時在線分析檢測等特點，有望用于大量污染水體的綜合急性生物毒性連續在線檢測。
[0004]對于介體型傳感器，電子介體基本都是分散在溶液中。專利號為200810036317.5的中國專利《水質毒性生物傳感器的微生物電極制備方法》公開了一種采用雙面膠制備微生物傳感器電極的方法，此方法生產的電極上只包含微生物菌群，在傳感器的檢測過程中依然需要依賴分散在溶液中的電子介體，且電子介體分散在溶液中消耗量較大，不可避免的對檢測樣品或參比電極有一定的污染和影響。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的第一個技術問題是制備一種氧化還原水溶膠，這種溶膠克服了有機材料溶脹性和無機材料易脆裂的缺點，綜合了兩者的優點，并且把電子介體固定在了溶膠里，制備方法簡單，生物兼容性好。
[0006]本發明要解決的第二個技術問題是提供一種用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的制備方法，本方法采用由有機無機復合溶膠制備的氧化還原水溶膠將微生物菌群和電子介體固定在電極板上，簡化了電極的操作步驟，同時減少了電子介體的消耗量，降低了電子介體對檢測樣品和參比電極的污染，且易于電化學傳感器的儀器化和現場檢測，易于檢測設備的小型化、便攜化，提高檢測的方便性及速度，可以用于無試劑的檢測，并可作成一次性電極使用。
[0007]本發明要解決的第三個技術問題是用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的應用，采用氧化還原水溶膠固定微生物的一體化微生物電極用于制備即時監測和監測水體生物毒性的系統，該系統包括工作電極、對電極、參比電極、電解池，在即時監測水體生物毒性的改變和檢測水體生物毒性大小的過程中，達到即時、在線、連續的檢測,不僅可以實現快速檢測，且具有分析靈敏度高、成本低廉、操作簡單、便于攜帶等特點。
[0008]為了解決第一個技術問題，本發明采用如下方法制備氧化還原水溶膠:將天然高分子材料溶解在水中配制有機溶液，調節PH至:3-7，加入氨基硅烷偶聯劑，在3(T70°C下攪拌至形成均勻的無機有機復合溶膠；取無機有機復合溶膠與電子介體水溶液混合，攪拌2小時以上,形成氧化還原水溶膠。
[0009]優選的，所述高分子材料為明膠或殼聚糖；所配制的有機溶液中天然高分子材料的質量濃度為10mg/ml~100mg/ml。
[0010]優選的，所述氨基硅烷偶聯劑選自氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)、氨丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)或N- ( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷；優選的，所述復合溶膠中氨基硅烷偶聯劑的質量分數為0.5%~5%。
[0011]優選的，所述電子介體包括苯醌、2，6-二甲基苯醌或甲萘醌；優選的，所述電子介體水溶液濃度為0.01mol/L^0.lmol/L ;所述無機有機復合溶膠與電子介體水溶液混合的體積比為10:1~1:10。
[0012]為了解決第二個技術問題，本發明采用如下方法制備用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極，具體 包括如下步驟:
[0013](I)培養微生物菌液；
[0014](2)取氧化還原水溶膠與微生物菌液混合均勻，得到混合溶膠；
[0015](3)取混合溶膠滴涂在電極表面，干燥，清洗，再次干燥，得到氧化還原水溶膠固定微生物的一體化微生物電極。
[0016]優選地，所述微生物菌液為大腸桿菌菌液、酵母菌菌液或大腸桿菌和酵母菌的混合菌液；優選地，所述氧化還原水溶膠與微生物菌液混合的體積比為1:3~3:1 ;優選地，所述電極包括金電極、鉬電極、玻碳電極或硼摻雜的金剛石薄膜電極。
[0017]優選地，所述混合菌液中大腸桿菌和酵母菌的混合比例為大腸桿菌40-100份重量、酵母菌20-80份重量。
[0018]為了解決第三個技術問題，本發明將所制備的一體化微生物電極應用于水體生物毒性快速檢測。
[0019]所述一體化微生物電極在水體生物毒性快速檢測上的應用，其具體應用如下:在三電極體系中，工作電極為制備的氧化還原水溶膠固定微生物的一體化微生物電極，在恒電壓計時電流模式下，加入細菌呼吸營養溶液，設定工作電壓，待背景電流穩定后，加入待檢測液，記錄電流的改變，根據電流抑制曲線中電流和抑制率關系表達式:抑制率％= (1-12/I1) X 100%，I1為加入待檢測溶液前的穩態電流；12為加入待檢測溶液后的穩態電流，計算抑制率；通過抑制率與待檢測溶液生物毒性之間的關系，進行即時監測和檢測水體的生物毒性。
[0020]優選的，所述設定的工作電壓為0.2疒0.7V。
[0021]本發明具有如下有益效果:
[0022]1.用于固定微生物組分的固定材料對于傳感器性能影響很大，本發明制備的氧化還原水溶膠，克服了有機材料溶脹性和無機材料易脆裂的缺點，綜合了兩者的優點，并且把電子介體固定在了溶膠里，制備方法簡單，生物兼容性好。
[0023]2.通過氧化還原水溶膠，可以同時把電子介體和微生物固定在電極上，制備出了一體化微生物電極。一體化微生物電極使用過程中，省去了向溶液中加入電子介體并等待電流穩定的步驟，縮短了檢測時間，同時還減少了電子介體的消耗量，這樣能避免電子介體對檢測樣品或者參比電極的污染，且易于電化學傳感器的儀器化和現場檢測，易于檢測設備的小型化、便攜化，提高檢測的方便性及速度，且可用于無試劑的檢測，并可作成一次性電極使用。
[0024]3.采用本發明的氧化還原水溶膠固定微生物的一體化微生物電極制備的水體生物毒性監測和監測系統，可用于即時監測水體生物毒性的改變和檢測水體生物毒性大小，達到即時、在線、連續的檢測，不僅實現了快速檢測，且具有分析靈敏度高、成本低廉、操作簡單、便于攜帶等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]本發明所包含的附圖用于提供對本發明的進一步理解。
[0026]圖1為實例I的檢測不同濃度Hg2+的計時電流曲線
[0027]圖2為實例I的Hg2+濃度-抑制率響應曲線
[0028]圖3為實例2的重金屬混合物毒性抑制率圖
[0029]圖4為實例5的DCP2+濃度-抑制率響應曲線
[0030]圖5為實例6的Ni2+濃度-抑制率響應曲線
【具體實施方式】
[0031]為了更好的理解本發明，下面結合實施例對本發明做進一步的說明，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0032]實施例1:
[0033]1、一種氧化還原水溶膠的制備:
[0034]將明膠溶解在水中得到的質量濃度為50mg/ml的溶液；調節pH至4，加入氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)，溶液中APTMOS的質量分數為1%，在50°C下攪拌至形成均勻的復合溶膠；取復合溶膠與0.04mol/L苯醌溶膠混合(體積比為4:1)，攪拌12小時，至形成氧化還原水溶膠；
[0035]2、用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的制備:
[0036](I)微生物菌液:以大腸桿菌(E.coli)為受試微生物，接種于液體培養基中。大腸桿菌液體培養基成分(質量分數):0.3%牛肉膏，1%蛋白胨，0.5%氯化鈉。培養16小時，離心清洗得到濕菌體，分散在磷酸鹽緩沖液中，保存在4°C下；
[0037](2)取合成的氧化還原水溶膠，與大腸桿菌菌液以體積比1:1的比例混合均勻，得到氧化還原水溶膠與大腸桿菌的混合溶膠；
[0038](3)取混合溶膠滴涂在電極表面，在室溫下干燥；然后用磷酸鹽緩沖液清洗兩次，室溫干燥，得到氧化還原水溶膠固定微生物的一體化電極。
[0039]3、一體化微生物電極應用于水體生物毒性的即時監測與快速檢測:[0040]通過一個不銹鋼架子將一個一體化微生物電極固定在一底部有圓形小孔的電解池的底部外面，在該電極的另一面相接有一不銹鋼底板；所述的一體化電極與所述電解池之間用橡膠密封圈(橡膠密封圈的外徑不大于工作電極的邊長，墊圈直徑為3mm)進行密封；將作為對電極的鉬電極和作為參比電極的銀/氯化銀電極置于所述電解池之中，以所述一體化微生物電極作為工作電極；電化學檢測裝置組裝完成后，由下到上依次為不銹鋼底板、工作電極、橡膠密封圈、電解池。
[0041]選取pH=7.0、含有 10mmol/L 乳酸鈉、10mmol/L 丁二酸鈉、10mmol/L 葡萄糖的0.01mol/L磷酸鹽緩沖液為細菌呼吸營養溶液。
[0042]向所述的三電極體系的電化學檢測裝置的電解池中加入IOml細菌呼吸營養溶液。然后在0.5V(vs.Ag/AgCl)下測定電流變化。大約600s左右電流信號穩定后,加入不同濃度的待測溶液進行毒性測試。此過程由電化學工作站記錄該微生物傳感器電流的變化曲線，根據電流抑制曲線，可計算出不同濃度梯度對應的抑制率大小。抑制率和抑制物質濃度之間關系表達式為:抑制率^f(1-12A1) X 100%
[0043]配置不同濃度的Hg2+溶液作為待測溶液進行水質急性生物毒性測試，計時電流曲線如圖1所示，結果顯示，可以看到加入Hg2+后20秒內穩態電流迅速降低，表明制備的一體化微生物電極可以在很短的時間內顯示水體中毒性物質濃度的突變，在加入有毒物質后電流有不同程度地下降，這表明重金屬離子Hg2+對大腸桿菌有很明顯的毒性效應。通過濃度-抑制率響應曲線圖2，用內插法，得到Hg2+半抑制濃度IC5tl為21.2μ g/ml。由此可見，一體化微生物電極可實現水體生物毒性的即時監測和快速檢測。
[0044]實施例2 [0045]操作方法和步驟同實施例1,唯一的變化是:在應用一體化微生物電極對水體生物毒性進行監測和檢測的過程中，向體系中加入Cu2+和Zn2+的混合物、Cu2+和Cd2+的混合物、Zn2+和Cd2+的混合物以代替Hg2+溶液(混合物中每種重金屬的濃度都為40 μ g/ml)。結果顯示，在加入不同二元重金屬混合物后響應電流都有明顯下降，通過計算得到三組二元重金屬混合物的的抑制率如圖3所示，毒性大小順序為CU2+-Zn2+>Zn2+-Cd2+>CU2+-Cd2+
[0046]實施例3
[0047]1、一種氧化還原水溶膠的制備:
[0048]將明膠溶解在水中得到的質量濃度為10mg/ml的溶液；調節pH至3，加入氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)，溶液中APTMOS質量分數為0.5%，在60°C下攪拌至形成均勻的復合溶膠；取濃度為0.01mol/L甲萘醌水溶液與制備的復合溶膠混合(體積比為1:10)，攪拌12小時，至形成氧化還原水溶膠。
[0049]2、用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極及其制備:
[0050](I)微生物菌液:以大腸桿菌(E.coli)為受試微生物，接種于液體培養基中。大腸桿菌液體培養基成分(質量分數):0.3%牛肉膏，1%蛋白胨，0.5%氯化鈉。培養16小時，離心清洗得到濕菌體，分散在磷酸鹽緩沖液中，保存在4°C下
[0051](2)取合成的氧化還原水溶膠，與大腸桿菌菌液以體積比1:3的比例混合均勻，得到氧化還原水溶膠與大腸桿菌的混合溶膠。
[0052](3)取混合溶膠滴涂在電極表面，在室溫下干燥；然后用磷酸鹽緩沖液清洗兩次，室溫干燥，得到氧化還原水溶膠固定微生物的一體化電極。[0053]3、一體化微生物電極應用于水體生物毒性的即時監測與快速檢測:
[0054]通過一個不銹鋼架子將一個一體化微生物電極固定在一底部有圓形小孔的電解池的底部外面，在該電極的另一面相接有一不銹鋼底板；所述的一體化電極與所述電解池之間用橡膠密封圈(橡膠密封圈的外徑不大于工作電極的邊長，墊圈直徑為3mm)進行密封；將作為對電極的鉬電極和作為參比電極的銀/氯化銀電極置于所述電解池之中，以所述一體化微生物電極作為工作電極；電化學檢測裝置組裝完成后，由下到上依次為不銹鋼底板、工作電極、橡膠密封圈、電解池。
[0055]選取pH=7.0、含有 10mmol/L 乳酸鈉、10mmol/L 丁二 酸鈉、10mmol/L 葡萄糖的0.01mol/L磷酸鹽緩沖液為細菌呼吸營養溶液。
[0056]向所述的三電極體系的電化學檢測裝置的電解池中加入IOml細菌呼吸營養溶液。然后在0.2V(vs.Ag/AgCl)下測定電流變化。大約600s左右電流信號穩定后，加入不同濃度待測樣品進行毒性測試。此過程由電化學工作站記錄該微生物傳感器電流的變化曲線，根據電流抑制曲線，可計算出不同濃度梯度對應的抑制率大小。抑制率和抑制物質濃度之間關系表達式為:抑制率qZK1-12A1) X 100%
[0057]配置80 μ g/ml的Cu2+作為被測溶液進行水質急性生物毒性測試，測得80 μ g/ml的Cu2+的抑制率為37.1%。
[0058]實施例4
[0059]操作方法和步驟同實施例3，與實施例3的不同之處在于:在制備氧化還原水溶膠過程中,加入的電子介體水溶液是0.02mol/L2, 6-二甲基苯醌。
[0060]配置80 μ g/ml的Cu2+作為被測溶液進行水質急性生物毒性測試，測得80 μ g/ml的Cu2+的抑制率為28.9%。
[0061]實施例5
[0062]1、一種氧化還原水溶膠的制備:
[0063]將殼聚糖溶解在水中得到的質量濃度為10mg/ml的溶液；調節pH至7，加入氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)，溶液中APTMOS質量分數為5%，在60°C下攪拌至形成均勻的復合溶膠；取濃度為0.lmol/L苯醌水溶液與制備的復合溶膠混合(體積比為1:10)，攪拌12小時，至形成氧化還原水溶膠。
[0064]2、用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極及其制備:
[0065](I)微生物菌液:以酵母菌為受試微生物，接種釀酒酵母(S.cerevisiae)于液體培養基中，液體培養基成分為(質量濃度):1%酵母膏、2%蛋白胨、2%葡萄糖，生長24h，離心清洗得到濕菌體，分散在磷酸鹽緩沖液中，保存在4°C下。
[0066](2)取合成的氧化還原水溶膠，與酵母菌菌液以體積比1:3的比例混合均勻，得到氧化還原水溶膠與酵母菌的混合溶膠。
[0067](3)取混合溶膠滴涂在電極表面，在室溫下干燥；然后用磷酸鹽緩沖液清洗兩次，室溫干燥，得到氧化還原水溶膠固定微生物的一體化電極。
[0068]3、一體化微生物電極應用于水體生物毒性的即時監測與快速檢測:
[0069]通過一個不銹鋼架子將一個一體化微生物電極固定在一底部有圓形小孔的電解池的底部外面，在該電極的另一面相接有一不銹鋼底板；所述的一體化電極與所述電解池之間用橡膠密封圈(橡膠密封圈的外徑不大于工作電極的邊長，墊圈直徑為3mm)進行密封；將作為對電極的鉬電極和作為參比電極的銀/氯化銀電極置于所述電解池之中，以所述一體化微生物電極作為工作電極；電化學檢測裝置組裝完成后，由下到上依次為不銹鋼底板、工作電極、橡膠密封圈、電解池。
[0070]選取pH=7.0、含有 10mmol/L 乳酸鈉、10mmol/L 丁二 酸鈉、10mmol/L 葡萄糖的0.01mol/L磷酸鹽緩沖液為細菌呼吸營養溶液。
[0071]向所述的三電極體系的電化學檢測裝置的電解池中加入IOml細菌呼吸營養溶液。然后在0.7V(vs.Ag/AgCl)下測定電流變化。大約600s左右電流信號穩定后，加入不同濃度待測樣品進行毒性測試。此過程由電化學工作站記錄該微生物傳感器電流的變化曲線，根據電流抑制曲線，可計算出不同濃度梯度對應的抑制率大小。抑制率和抑制物質濃度之間關系表達式為:抑制率qZK1-12A1) X 100%
[0072]配置不同濃度的3，5- 二氯苯酚(DCP)作為被測溶液進行水質急性生物毒性測試，如圖4所示，由測試的抑制率結果得到DCP濃度-抑制率響應曲線，通過內插法，得到DCP半抑制濃度IC5tl為54.3 μ g/ml。
[0073]實施例6
[0074]1、一種氧化還原水溶膠的制備:
[0075]將明膠溶解在水中得到的質量濃度為100mg/ml的溶液；調節pH至5，加入氨丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)，溶液中APTEOS的質量分數為3%，在50°C下攪拌至形成均勻的復合溶膠；取濃度為0.01mol/L苯醌水溶液與制備的復合溶膠混合(體積比為10:1)，攪拌12小時，至形成氧化還原水溶膠。
[0076]2、用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極及其制備:
[0077](I)微生物菌液:以大腸桿菌(E.coli)和釀酒酵母(S.cerevisiae)的混合菌株作為受試微生物，取冷凍干燥的大腸桿菌(50份)和釀酒酵母(20份)進行菌株混合復配。取復配好的混合菌株加入磷酸緩沖溶液中，保存在4°C下。
[0078](2)取合成的氧化還原水溶膠，與混合菌株菌液以體積比3:1的比例混合均勻，得到氧化還原水溶膠與混合菌株的混合溶膠。
[0079](3)取混合溶膠滴涂在電極表面，在室溫下干燥；然后用磷酸鹽緩沖液清洗兩次，室溫干燥，得到氧化還原水溶膠固定微生物的一體化電極。
[0080]3、用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極應用于水體生物毒性的即時監測與快速檢測:
[0081]通過一個不銹鋼架子將一個一體化微生物電極固定在一底部有圓形小孔的電解池的底部外面，在該電極的另一面相接有一不銹鋼底板；所述的一體化電極與所述電解池之間用橡膠密封圈(橡膠密封圈的外徑不大于工作電極的邊長，墊圈直徑為3mm)進行密封；將作為對電極的鉬電極和作為參比電極的銀/氯化銀電極置于所述電解池之中，以所述一體化微生物電極作為工作電極；電化學檢測裝置組裝完成后，由下到上依次為不銹鋼底板、工作電極、橡膠密封圈、電解池。
[0082]選取pH=7.0、含有 10mmol/L 乳酸鈉、10mmol/L 丁二 酸鈉、10mmol/L 葡萄糖的
0.01mol/L磷酸鹽緩沖液為細菌呼吸營養溶液。
[0083]向所述的三電極體系的電化學檢測裝置的電解池中加入IOml細菌呼吸營養溶液。然后在0.3V(vs.Ag/AgCl)下測定電流變化。大約600s左右電流信號穩定后,加入不同濃度待測樣品進行毒性測試。此過程由電化學工作站記錄該微生物傳感器電流的變化曲線，根據電流抑制曲線，可計算出不同濃度梯度對應的抑制率大小。抑制率和抑制物質濃度之間關系表達式為:抑制率qZK1-VI1) X 100%
[0084]配置不同濃度的Ni2+溶液作為被測溶液進行水質急性生物毒性測試，如圖5所示，由測試的抑制率結果得到Ni2+濃度-抑制率響應曲線，通過內插法，得到Ni2+半抑制濃度IC50 為 86.2 μ g/ml。
[0085]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【權利要求】
1.一種氧化還原水溶膠，其特征在于，通過下述方法制備:將天然高分子材料溶解在水中配制有機溶液，調節pH至:3~7，加入氨基硅烷偶聯劑，在30~70°C下攪拌至形成均勻的無機有機復合溶膠；取無機有機復合溶膠與電子介體水溶液混合，攪拌2小時以上，形成氧化還原水溶膠。
2.如權利要求1所述的氧化還原水溶膠，其特征在于，優選的，所述高分子材料為明膠或殼聚糖；所配制的有機溶液中天然高分子材料的質量濃度為lOmg/mflOOmg/ml。
3.如權利要求1所述的氧化還原水溶膠，其特征在于，優選的，所述氨基硅烷偶聯劑選自氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)、氨丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)或Ν-(β-氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷；優選的，所述無機有機復合溶膠中氨基硅烷偶聯劑的質量分數為0.5%~5%。
4.如權利要求1所述的氧化還原水溶膠，，其特征在于，所述電子介體包括苯醌、2，6- 二甲基苯醌或甲萘醌；優選地，所述電子介體水溶液濃度為0.01mol/L^0.lmol/L ;所述無機有機復合溶膠與電子介體水溶液混合的體積比為10: f 1:10。
5.采用權利要求1制備的氧化還原水溶膠制備用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)培養微生物菌液； (2)取氧化還原水溶膠與微生物菌液混合均勻，得到混合溶膠； (3)取混合溶膠滴涂在電極表面，干燥，清洗，再次干燥，得到氧化還原水溶膠固定微生物的一體化微生物電極。
6.如權利要求5所述的制備用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的方法，其特征在于，優選地，所述微生物菌液為大腸桿菌菌液、酵母菌菌液或大腸桿菌和酵母菌的混合菌液；優選地，所述氧化還原水溶膠與微生物菌液混合的體積比為1:3~3:1 ;優選地，所述電極包括金電極、鉬電極、玻碳電極或硼摻雜的金剛石薄膜電極。
7.如權利要求6所述的制備用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的方法，其特征在于，優選地，所述混合菌液中大腸桿菌和酵母菌的混合比例為大腸桿菌40-100份重量、酵母菌20-80份重量。
8.一種利用如權利要求5制備的用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的應用，其特征在于，用于水體生物毒性快速檢測。
9.如權利要求8所述的一種用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的應用，其特征在于:在三電極體系中，工作電極為制備的氧化還原水溶膠固定微生物的一體化微生物電極，在恒電壓計時電流模式下，加入細菌呼吸營養溶液，設定工作電壓，待背景電流穩定后，加入待檢測液，記錄電流的改變，根據電流抑制曲線中電流和抑制率關系表達式:抑制率^F(1-12A1) X100%, I1為加入待檢測溶液前的穩態電流；12為加入待檢測溶液后的穩態電流，計算抑制率；通過抑制率與待檢測溶液生物毒性之間的關系，進行即時監測和檢測水體的生物毒性。
10.如權利要求9所述的一種用于水體生物毒性快速檢測的一體化微生物電極的應用，優選的，所述設定的工作電壓為0.2V、.7V。
【文檔編號】G01N27/327GK104007154SQ201310057152
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月22日 優先權日:2013年2月22日
【發明者】只金芳, 李久銘, 錢俊 申請人:中國科學院理化技術研究所