微生物傳感器在環(huán)境中的應(yīng)用實(shí)例

純的生物分子如酶、抗體等能為各種生物傳感器提供識(shí)別元件，盡管這些提純的生物分子具有高的反應(yīng)活性，但它們通常昂貴且穩(wěn)定性差。因此，在環(huán)境監(jiān)測(cè)生物傳感器中，一般將整個(gè)微生物細(xì)胞如細(xì)菌、酵母、真菌用做識(shí)別元件。這些微生物通常從活性泥狀沉積物、河水、瓦礫和土壤中分離出來(lái)。利用微生物的新陳代謝機(jī)能發(fā)展的微生物傳感器可進(jìn)行污染物的檢定和分析。

（1）BOD微生物傳感器生化需氧量（BOD）的測(cè)定是微生物傳感器的一個(gè)典型應(yīng)用。傳統(tǒng)方法測(cè)BOD需要5天，而且操作復(fù)雜，BOD微生物傳感器只需要15分鐘就能測(cè)出結(jié)果。該傳感器由氧電極和微生物固定膜組成（利用的微生物有假單胞菌、異常漢遜酵母、活性淤泥菌、絲孢酵母菌、枯草芽孢桿菌等）。當(dāng)加入有機(jī)物（如葡萄糖）時(shí)，固定化的微生物分解有機(jī)物，致使微生物呼吸作用增加，從而導(dǎo)致溶解氧減少，因而使氧電極電流響應(yīng)下降，直到被測(cè)溶液向固化微生物膜擴(kuò)散的氧量與微生物呼吸消耗的氧量之間達(dá)到平衡，便得到相應(yīng)的穩(wěn)定電流值。

（2）藻類(lèi)污染的監(jiān)洲赤潮水域一些小浮游生物暴發(fā)性繁殖引起水色異常的現(xiàn)象稱(chēng)為赤潮，主要發(fā)生在近海海域。赤潮使水域的生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。對(duì)引起赤潮的浮游生物的監(jiān)測(cè)已成為一個(gè)重要課題。一種名叫查頓埃勒（chattonclla）的浮游生物是引起赤潮的重要物種，國(guó)外已研究出監(jiān)測(cè)這種浮游生物的生物傳感器。原理為檢測(cè)這種生物或共代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的化學(xué)發(fā)光。此外，探測(cè)其他引起赤潮的藻類(lèi)生物傳感器也得到發(fā)展。如監(jiān)測(cè)藍(lán)藻菌的生物傳感器的作用機(jī)理是：這種藻類(lèi)細(xì)胞存在一種藻青索，它能發(fā)出一種獨(dú)特的熒光光譜，通過(guò)測(cè)量這種熒光可進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

（3）硫化物微生物傳感器常用于硫化物的測(cè)定方法為分光光度法和碘量法，前者顯色條件不易控制、操作繁瑣；后者試劑消耗量大、成本高。微生物傳感器法是一種設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、成本低的新方法。硫化物微生物傳感器的制備過(guò)程：從硫鐵礦附近酸性土壤中分離篩選的一株專(zhuān)一性好、自養(yǎng)、好氧的氧化硫硫桿菌，將適量菌體央于兩片乙酸纖維素膜之間、制成夾層式微生物膜；將氧電極的內(nèi)腔注滿(mǎn)電解液，在金陰極表面覆蓋聚四氟乙烯薄膜，再將夾層膜緊貼在聚四氟乙烯膜上，制成硫化物微生物傳感器。