[发明专利]一种用于生物膜DGT装置的吸附膜、制备方法及应用

说明书

本发明属于环境科学领域，公开了一种用于生物膜DGT装置的吸附膜、制备方法及应用，所述制备方法包括以下步骤：1)制备琼脂糖水溶液并加热、冷却；2)将步骤1)处理后的琼脂糖水溶液与含有传感态微生物的悬浮液均匀混合，得到混合液并制备成胶片；3)将所述胶片在硝酸铁溶液中浸泡一段时间，制备含有传感态微生物和氧化铁的琼脂糖水凝胶片，再进行润洗、浸泡在缓冲溶液中震荡一段时间，冲洗后保存。本发明将传感态微生物与氧化铁相结合，将二者集合于吸附膜中，与现有技术中以氧化铁吸附膜作为吸附膜，将扩散膜中负载传感态微生物的形式相比，毒性响应更敏捷，更有利于低浓度目标物As的准确监测。

技术领域

本发明属于环境科学领域，具体的说，公开了一种用于生物膜DGT装置的吸附膜、制备方法及应用。

背景技术

梯度扩散薄膜技术(Diffusive gradients in thin films，DGT)是由英国兰卡斯特大学David Williams和张昊发明的一种原位、非破坏性的被动采样技术，由英国科学家Davison和张昊发明的梯度扩散薄膜技术可以有效的测定自然界中重金属生物的有效态，与其他传统的形态分析相比，能更好的反映生物体所吸收的重金属，其引入了一个动态概念，可以通过模拟植物或者其他生物对重金属的吸收过程来进行重金属生物有效性的研究，目前DGT技术在测定水体、土壤和沉积物中有效态的金属阳离子和含氧阴离子方面得到了广泛的应用。

目前采用的DGT装置由过滤膜、扩散膜和吸附膜以及固定3层膜的塑料外壳组成，其中过滤膜主要用于避免待测环境中的颗粒物进入DGT装置，扩散膜能够让溶液态的离子自由扩散，吸附膜可以根据实验目的选择不同的吸附材质，目前现有技术的研究重点在于将吸附膜进行改性，使其具有更特殊、优异的性能。

虽然DGT的装置在采样以及生物体对重金属动态吸收方面具有特殊的优势，却只能进行重金属有效态含量的研究，而重金属对生物体的细胞/遗传毒性却只能依赖于生物化学法的检测技术。近年来生物探针技术得到蓬勃发展，被广泛地被应用于空气污染、农药以及重金属的检测。

经检索，针对生物膜DGT装置对重金属监测的研究，现有技术已有相关的申请案公开，如中国专利申请号为201811429817.5，公布日期为2019年4月5日的申请案公开了一种生物膜DGT装置及同时定量监测目标物有效态含量及细胞遗传毒性的方法，其生物膜DGT装置中的扩散膜为内附有生物传感器的琼脂糖水凝胶片，吸附膜为Chelex吸附膜，利用该生物膜DGT装置可以实现重金属Cd的目标物有效态含量及细胞/遗传毒性监测。该申请案的DGT装置虽然能够满足生物传感器中微生物存活条件，且使扩散膜中的微生物均匀分布，满足Cd进行毒性测定需求，然而实现该技术仍需要满足成本低、制备方法简单，准确度高的需求，对于不同的重金属监测，对于低浓度重金属的监测，灵敏度仍有待提高。

基于现有技术的缺陷，亟需发明一种新的灵敏度高、成本低的生物膜DGT装置及方法。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有生物膜DGT装置在目标物细胞遗传毒性的监测方法中存在的对低浓度目标物监测的灵敏度有待提高的问题，本发明的目的之一在于：通过将传感态微生物与氧化铁结合，制备出含有传感态微生物与氧化铁的吸附膜，从而提高低浓度目标物的监测灵敏度。

本发明的目的之二在于：针对现有的生物膜DGT装置扩散膜制备过程中需要采用琼脂糖水凝胶，投入成本相对较高的问题，本发明的DGT装置的扩散膜可直接利用聚苯稀酰胺水凝胶膜，采用市售的扩散膜即可满足需求，有效降低成本。

进一步的，本发明提供一种具有针对性的对重金属As监测的生物膜DGT装置，应用范围广，在一定范围内不受pH和离子强度的影响，不仅可以满足有效态含量的准确监测，而且能够实现细胞/遗传毒性的准确监测需求，且对低浓度As的灵敏度高。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：