镉离子微生物传感器的构建及响应特征

引言：

随着我国经济社会建设活动不断发展，环境问题随之也不断显现，影响环境质量、危害人体健康的有众多组成其中包括重金属镉。目前已有多种物理化学分析方法对镉污染进行监测，均有利弊，本文意在通过微生物传感器的构建来实现对镉离子的反映。

1.重金属污染

镉是一种对人体健康危害极大的重金属污染物，是人体的非必需元素，在人体环境内半衰期达20~30年，难于降解。人体内的镉大部分聚集在肝脏和肾脏中，镉中毒会导致肝肾功能衰退、生殖障碍、骨质疏松等，此外长期接触或摄入镉忽悠致癌风险。

2.重金属镉的检测方法

传统的的检测方法主要有火焰原子吸收法、阳极溶出伏安法、电感耦合等离子体发射光谱法、质谱法等。^[1]这些分析方法都有很高的准确度和灵敏度，然而往往需要复杂的前处理，使用庞大昂贵的仪器，并且需要专业人员操作。鉴于此，发展快速、简便且同时具有高灵敏度和准确度的检测分析方法具有迫切的需要。^[2]

3.微生物传感器检测重金属离子

由于微生物广泛分布，并且具有群落丰富度、数量庞大、生长快、制备成本低、已保存的特点，因此以微生物传感器构建的生物细胞传感器成为了检测重金属的优良选择。^[3]全细胞生物传感器以细胞为指示生物，通过一种或多种感应和报告基因来产生可识别并且可以量化的产物。此过程主要由两部分组成，一是调节基因或启动子能够对检测的重金属机器浓度的变化做出响应，二是能够将检测到的化学信号转化为可被仪器检测到的蛋白质信号，至此对样品中的组分进行反映。^[4]