[发明专利]一种利用发光细菌进行低剂量辐射生物预警的方法

说明书

技术领域

本发明属于低剂量辐射生物预警技术领域，具体涉及一种利用发光细菌进行低剂量伽马辐射生物预警的技术。

背景技术

据统计，目前世界上积存的铀废石已超过400亿t，铀尾矿已过200亿t，是铀矿冶系统最大的放射性污染源。我国约有180多处铀废石和铀尾矿等固体废物堆放场地，分布在全国14个省区的30多个县市，具有堆存量大、占地面积广、距离村镇近等特征，其中约80%的铀废石、90%的铀尾矿分布在湖南，江西和广东等地。这些地区雨量充沛，人口稠密。铀废石铀尾矿中含有²³⁸U、²³⁴U、²³²Th、²²⁶Ra、²¹⁰Pb、²¹⁰Po等10多种放射性核素，这些放射性核素具有半衰期长、放射性比活度低、覆盖范围广等特点。它们可通过地表径流和地下径流进入到周边的水体和土壤中。环境中的放射性核素既可通过电离和激发作用释放出各种射线，对生物体造成辐射损伤，又可进入生物体对其造成内照射损伤。铀废石和铀尾矿中的放射性核素会对周边环境中的生物，包括微生物、动植物、人类，造成长期的潜在低剂量辐射危害。而传统的低剂量辐射检测手段无法快速、有效、全面地应对各种复杂的辐射污染状况，对低剂量辐射的综合毒理进行评估和预警，迫切需要一种快速、灵敏、低成本检测环境毒性的生物检测和预警方法。因此，建立一套快速、高效、准确的低剂量辐射检测方法，并建立生物预警体系，实现对铀尾矿库及周边环境低剂量辐射的实时连续监测和评估，是我国铀矿冶工业可持续发展的最紧迫的任务之一。

早期的生物预警，主要是通过观察和统计生物的形态与生理、发育与繁殖、种群数量、群落生态系统等的变化作出的，存在周期长、操作复杂、成本高、特异性不强等缺点。近年来，随着科学技术的发展和公共安全要求的提高，利用新技术和新方法对低剂量辐射进行在线监测、放射毒理学分析及安全性评价，通过对指示生物的生理生化指标的检测或者对其DNA、蛋白质等的改变进行分析，研究低剂量辐射对机体的生物效应，阐明其与毒性的关系，并建立相关生物数据库，已成为生物预警技术的发展方向。

随着微生物以及发光细菌研究的深入和现代光学检测技术的突破，发光细菌等生物毒性检测法已成为一种新型的检测手段，并逐步应用于环境毒性检测的研究。发光细菌含有荧光素、荧光酶、ATP 等发光要素，在有氧条件下通过细胞内生化反应而产生微弱荧光。当其与有毒有害物质( 如重金属和有机化合物)接触时，菌体的酶系统受到干扰，胞质膜变性，对细菌发光产生抑制作用。理论上，在辐射环境中，发光细菌的酶系统很可能受到干扰与破坏，胞质膜机能的损害会对细菌发光产生抑制作用，可以根据其发光强度的变化判断辐射剂量的大小，用发光强度抑制率表征辐射对细菌的综合毒性。

发光细菌法已在重金属和有机物化合物的检测、综合污染评价和生物预警等方面得到了广泛的应用。但是尚缺少利用发光细菌对低剂量辐射的危害进行检测和综合评价，并进行生物预警的方法，而传统的低剂量辐射检测和评价手段无法快速、有效、全面地应对各种复杂的辐射污染状况，对低剂量辐射综合毒性进行评估和生物预警。这就要求我们建立一套快速、高效、准确的低剂量辐射生物预警方法。

发明内容

针对上述情况，本发明提供了一种用发光细菌对低剂量辐射进行生物预警的方法。本发明利用发光细菌对低剂量辐射的敏感性，可建立细菌接受的辐射剂量与发光强度之间的剂量-效应关系，而细菌的发光强度与菌体内的荧光素、荧光酶、ATP等发光要素的活性成正相关，因此通过计算发光细菌的发光强度抑制率，可以评估低剂量辐射对发光细菌的综合毒性，建立生物预警方法。该方法具有操作简便、成本低廉、灵敏度高、准确性好、环境风险小等多种优点。

具体方案是：

（1）菌种复苏； 

（2）辐射处理；

（3）发光强度检测；

（4）综合评价与生物预警。

其进一步的措施是：

所述菌种复苏的方法是：在青海弧菌冻干粉中加入浓度为0.85%的NaCl 溶液，青海弧菌冻干粉与NaCl 溶液的比例为1 mg：1 mL，充分混合后，于25 ℃ 放置15 min， 使青海弧菌恢复稳定发光，得到发光细菌复苏液。

所述辐射处理的方法是：向各测量杯中分别加入浓度为0. 85%的NaCl 溶液，然后再加入发光细菌复苏液，充分混匀，于25 ℃放置15 min后，马上放置于伽马射线辐射环境中接受辐射。