[发明专利]一种短链氯代烃诱导型生物传感器及其应用

说明书

一种短链氯代烃诱导型生物传感器及其应用，涉及基因工程生物传感器技术领域，该诱导型生物传感器具体为含有C50‑AlkS‑EGFP载体的Top10工程菌，其中AlkS及其操纵子基因具有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。本发明所采用的氯代烃诱导型操纵子是野生型烷烃诱导型启动子的突变子，基于该操纵子优化的氯代烃诱导型细菌生物传感器，成功实现了对多种短链氯代烃的检测。该生物传感器对短链氯代烃的检测易于操作，制样过程简单快捷。其检测限提高，具有良好的重复性。大大提高了检测效率，而且降低试剂成本。该氯代烃生物传感器具有低背景荧光泄露，高诱导荧光表达的优势，表现出极高的灵敏度和特异性。

技术领域

本发明涉及基因工程生物传感器技术领域，具体是涉及一种短链氯代烃诱导型生物传感器及其应用。

背景技术

挥发性氯代烃是含有至少一个共价键氯原子的短链烃，包括氯代甲烷、氯代乙烷和氯代乙烯等，这些挥发性有机化合物由于其极性、快速蒸发和低可燃性，曾被广泛用于机械、电子、皮革、干洗行业和化工企业(Grostern,A.,Edwards,E.A.A1,1,1-trichloroethane-degrading anaerobic mixed microbial culture enhancesbiotransformation of mixtures of chlorinated ethenes and ethanes.Applied andenvironmental microbiology,2006,72(12)；7849–7856.)。

据统计，目前全球很多国家都存在短链氯代烃污染，对环境和人类健康造成了严重威胁。美国环保局对39个小城镇的地下水供水源和常用场地进行的检测结果显示，在未经处理或处理后的地下水中，检测到了11种挥发性氯代烃，其中三氯乙烯和三氯甲烷的检出率最高，分别为36％和31％(卢杰,李梦红,潘嘉芬.有机氯代烃污染地下水环境的治理与修复[J].山东理工大学学报(自然科学版),2008(04):27-30.)。何江涛等对我国北方某城市浅层地下水中的有机污染物进行了调查。调查结果显示，在某些局部地区出现了严重的氯代烃污染。主要的污染物包括四氯化碳(CT)、四氯乙烯(PCE)、三氯乙烯(TCE)和三氯甲烷(CF)。其中，TCE与PCE的污染程度最为严重，最高浓度分别达到了63.74μg·L^-1和487.55μg·L^-1(何江涛,程东会,韩冰,崔学慧.浅层地下水氯代烃污染天然衰减速率的估算[J].地学前缘,2006(01):140-144.)。

短链氯代烃是持久性有机污染物(POPs)，在环境中难以降解，容易在食物链中累积，对生态系统和生物多样性造成威胁；具有毒性和致癌性，对人体健康造成危害，特别是对肝脏和肾脏有害(王海兰.三氯甲烷的职业危害与防护[J].现代职业安全,2014(05):110-111.)；另外短链氯代烃易挥发，可能会通过大气、水和食物等途径进入人类体内，造成危害。

为了防止氯代烃污染的扩散和对人类健康的潜在威胁，需要紧急而关键地快速检测氯代烃。只有进行快速准确的检测，才能采取有效措施来减少氯代烃污染，保护环境和人类健康。传统的氯代烃的检测主要依赖物理化学手段，包括气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC-MS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等。这些方法虽然精确灵敏，却需要复杂的预处理且操作复杂，更需要专业人员投入及高昂的设备资金。因此，发展出更加便捷、廉价且易操作的新型氯代烃检测手段变得尤为迫切。