【摘要】 生物膜的应用是替代悬浮微生物的另一种方法。但生物膜还没有在实践中应用于急性毒性测定。其长期稳定性是限制因素。

如今，大量的污染被释放到水环境中，这些污染物可以通过食物链积累，并导致对动物和人类的威胁放大。

 

毒性测定主要基于化学和生物学方法。与化学方法相比，生物方法可以直接给出生物体对毒物的反应。

 

其中使用微生物作为生物指示剂测定急性毒性是反映水污染对生物体影响的有效工具[1]。

 

但微生物常是悬浮状态，并且在每次实验之前都需要培养，导致工作量和测试成本增加。

 

生物膜的应用是替代悬浮微生物的另一种方法。但生物膜还没有在实践中应用于急性毒性测定。其长期稳定性是限制因素。

 

首先，有毒物质会对微生物造成损害，测量信号可能不正确。

 

其次，微生物在长时间测量过程中可能会对有毒物质产生耐受性，导致微生物对有毒物质的反应不敏感。

 

除此之外，添加有毒物质将引起微生物的自我修复，从而诱导微生物的应激反应。

 

通过磁场处理可以为调节微生物活性提供一种有希望的方法[2]。

 

例如，磁场可用于提高生物降解率，改善MFC的性能，加速电极-液体界面处的电子转移，以及聚集阳极生物膜中的电活性物质。

 

Liu L建立了基于生物膜的电化学生物传感器用于毒性测定（TOX-biosensor），证明了生物膜中固定化微生物的应激响应是导致TOX生物传感器不稳定的主要因素，并且可以通过剂量和时间积累来诱导[3]。

 

测量有机物质中有毒物质缺乏的胁迫反应强度是该存在的三倍，表明细胞外物质可用于微生物修复并导致内源性物质消耗的减少。

 

采用弱磁场（WMF）来平衡本TOX生物传感器中生物膜的活性，并证明低强度WMF 10 GS具有减弱应激反应的功能。

 

在此条件下，生物传感器的信号可以保持稳定一个月，休眠毒素生物传感器的恢复时间可以从50 h缩短到10 h。

 

其机制可能与生物体内的特殊磁场和电荷转移发生在生命活动过程中有关。

 

1.Wang F , Wong C S , Chen D ,et al.Interaction of toxic chemicals with microplastics: A critical review[J].Water Research, 2018, 139(AUG.1):208.

2.Zhao Y N , Li X F , Ren Y P ,et al.Effect of static magnetic field on the performances of and anode biofilms in microbial fuel cells[J].Rsc Advances, 2016, 6.

3.Liu L , Zhang H , He J ,et al.Investigation on the Stress Response of Microbes in Acute Toxicity Assay[J].Analytica Chimica Acta, 2019, 1099.

 

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