[发明专利]一种基于Logistic拟合的水质综合毒性及疑似毒性物质测试方法

说明书

本发明公开了一种基于Logistic拟合的水质综合毒性及疑似毒性物质测试方法，包括将费氏弧菌试剂分别加入阴性质控试剂和多个梯度稀释浓度的待测水样得到发光强度，并计算出多个梯度稀释浓度待测水样的发光抑制率；采用最小二乘法拟合得到稀释倍数与发光抑制率的待测水样logstic曲线，将EC50处水样稀释倍数作为待测水样的综合毒性强度；构建已知毒性物质的logstic曲线库，通过动态时间规整算法将待测水样logstic曲线与已知毒性物质的logstic曲线进行相似度比较通过softmax算法得到疑似毒性物质的概率分布确定为待测水样的疑似毒性物质。该方法能够快速准确的检测水质综合毒性强度和疑似毒性物质。

技术领域

本发明属于水质毒性检测技术领域，具体涉及一种基于Logistic拟合的水质综合毒性及疑似毒性物质测试方法。

背景技术

发光细菌毒性试验是根据细菌发光强度与毒性物质之间的负相关性，该方法已被广泛应用。发光细菌是一类含有lux基因，能够发出可见光，且分布非常广泛，多数菌种分布在海洋中，少数菌种分布在陆地上。现在已知的发光细菌有弧菌属(Vibrio)、发光杆菌属(Photobacterium)、希瓦氏菌属(Shewanella)和光杆菌属(Photorhabdus)四种。发光细菌在正常生理条件下能发出450～490nm蓝绿色可见光，在一定的环境条件下发光强度比较稳定。其发光机理为特异性荧光酶(LE)、还原性黄素单核苷酸(FMNH₂)、八碳以上长链脂肪醛(RCHO)、氧分子(O₂)所参与的复杂反应，FMN为黄素单核苷酸，大致反应历程如下：

FMNH₂+LE→FMNH₂·LE+O₂→LE·FMNH₂·O₂+RCHO

→LE·FMNH₂·O₂·RCHO

→LE+FMN+H₂O+RCOOH+光

发光细菌发光是细菌体内正常生理氧化反应的结果。发光细菌的发光过程极易受到外界条件的影响，凡是干扰细菌呼吸或生理过程的因素均能使细菌发光强度发生改变，这就是发光细菌用于毒性检测的基本原理。培养至正常发光的发光细菌与毒性物质接触后，由于其与发光相关的代谢途径受阻，短时间内即可表现出发光强度减弱，且发光强度的减弱量与毒性物质的浓度呈良好的相关性，可以此来检测物质的毒性。本发明的水质综合毒性测试方法采用费氏弧菌，其在正常的生理条件发光强度是恒定的。但是，与外来受试物接触后，由于毒物具有抑制发光的作用，发光细菌的发光强度减弱，光强变化的程度与受试物的浓度在一定范围内呈正相关关系，同时与该物质的毒性大小有关。即毒物的浓度越大，毒性越强，光强变化程度越大，检测到的光强越弱。常见的发光细菌有明亮发光杆菌、费氏弧菌和青海弧菌。发光抑制率曲线公式下所示，该曲线为4参数logistc公式，其中max和min表示曲线的最大值和最小值，slope为斜率参数，EC50为该曲线的半数抑制浓度，变量C表示浓度，effect表示C浓度下的发光抑制率。

目前，废水生物毒性的检测方法有：发光菌毒性试验，藻类毒性试验，蚤类毒性试验，鱼类毒性试验，鸟类毒性试验，化学毒性试验，现有发光菌急性毒性试验具有以下不足：1.检测往往只得出定性结果，即阳性(有毒，发光抑制率≥20％)和阴性(低毒，发光抑制率＜20％)，无法进行定量测试。2.自动化程度较低，需要耗费大量时间精力。

发明内容

本发明提供一种基于Logistic拟合的水质综合毒性及疑似毒性物质测试方法，该方法能够快速准确的检测水质综合毒性强度和疑似毒性物质。

一种基于Logistic拟合的水质综合毒性及疑似毒性物质测试方法，包括：