【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水质检测，特别涉及一种基于藻类ojip曲线光合能流信息的水体毒性检测方法。
技术介绍
1、水资源作为与生命活动息息相关的重要物质基础，对保障人类社会可持续发展，维系生态系统安全具有至关重要的作用。
2、在水生态系统中，处于水生食物链最前端的浮游藻类，是水生态系统最主要的初级生产者及能量转换者，对整个水生态系统物质循环和能量流动及水生态系统平衡和稳定都至关重要。此外，浮游藻类作为单细胞生物，其个体小、繁殖快、易培养、对毒物敏感、可直接观察细胞水平上的中毒症状，是水生态系统中最容易受到毒性物质所影响的水生生物，对水环境污染状况具有重要的指示作用。因此浮游藻类是水体毒性检测最为理想且最为重要的受试生物。
3、近年来，以浮游藻类作为受试生物，基于藻类生长速率、细胞结构、叶绿素含量、蛋白质含量、抗氧化酶活性等毒性响应指标，分别发展了多种水体毒性检测方法。但这些毒性检测方法都依赖于藻细胞的生长繁殖及代谢过程，毒性响应时间较长，通常需要72 h及以上，并且叶绿素、蛋白质与酶又需要复杂的提取过程。因此这些基于藻细胞繁殖与代谢过程的水体毒性检测方法因实验操作过程繁琐费时、毒性测试周期长，仅适用于实验室毒性分析，无法实现污染水体毒性的现场快速检测与应急监测。
4、与之相比，光合作用作为藻类的重要生理过程，是藻类生长繁殖与代谢的重要基础。任何抑制藻类生长繁殖及代谢等因素均能在早期直接抑制藻细胞的光合作用。多项研究已表明，与藻类生长率、酶活性、叶绿素浓度、蛋白质含量等多种生物学指标相比，藻类光合作用对毒
5、荧光动力学技术作为一种非破坏性的活体藻类光合作用测量技术，由于能够简便、快速、灵敏、无损伤地获取表征藻类光合状态的快速叶绿素荧光诱导动力学曲线（ojip曲线）及多种光合荧光参数，已成为研究活体藻类光合作用过程及分析逆境对藻类光合状态影响的主要技术手段。基于此，荧光动力学技术是以藻类光合作用状态为判断依据进行水体毒性现场快速检测的有力工具。但目前，基于荧光动力学技术所获取的藻类光合荧光参数对不同污染物的毒性响应特性并不相同，例如choi等（choi c j, berges j a, younge b . water research, 2012, 46(8): 2615-2626.）以常用的光合荧光参数fv/fm分析了9种水体常见污染物对5种淡水藻种光合活性的影响，进而评估了fv/fm（光系统ii最大光化学量子产率）用于复合污染水体毒性检测的应用性能，结果发现fv/fm对9种污染物的毒性响应性能并不相同，其对低浓度除草剂敌草隆、嗪草酮、阿特拉津、特丁津都表现出了快速灵敏的毒性响应特性，对草甘膦和kcn也具有快速及剂量依赖性的毒性响应特性，但对杀虫剂甲基对硫磷、呋喃丹、马拉硫磷毒性响应并不敏感；pérez等人（pérez p, fernández e,beiras r. water air and soil pollution, 2010, 209: 345-356.）通过对比等鞭金藻光合荧光参数fo（初始荧光）、fm（最大荧光）、fv（可变荧光）、fv/fm对四种多环芳烃（菲、、、）的毒性响应性能，明确了fv是对多环芳烃毒性评估最适宜的响应指标；reis等人（reis l l, alho l o g, abreu c b, et al. ecotoxicology and environmentalsafety, 2021, 208: 111628.）在研究羊角月牙藻光合作用对重金属co的响应特性中发现，与fv/fm相比，光合荧光参数fo/fv（光系统ii潜在光化学量子产率）对co具有更为灵敏的响应特性。由此可见，适用于不同污染物毒性灵敏响应的光合荧光参数较为分散，不够统一，已有光合荧光参数对不同污染物毒性响应并不具有很好的普适性。因此，对于富含有多种污染物的复合污染水体，采用已有光合荧光参数对污染水体进行毒性检测时存在毒性响应不全面、难以实现水体毒性灵敏准确检测的问题。
6、与已有光合荧光参数相比，叶绿素荧光快速上升动力学曲线（ojip曲线）是荧光动力学技术所获取的反映藻类光合作用状态最为直接且直观的荧光信息，而众多光合荧光参数也是通过ojip曲线不同点位信息计算所获得，因此ojip曲线是采用荧光动力学技术对污染水体进行毒性检测时毒性准确响应与判断的重要依据。目前，虽然已有研究根据同类毒性污染物影响下藻类ojip曲线的变化特征构建了同类污染物的毒性响应参数，以用于同一类型污染物或单一类型污染水体的毒性检测（gan t, zhao n, yin g, et al. polishjournal of environmental studies, 2023, 32(3): 1-12.），但由于不同类型污染物对藻类光合作用的抑制机理有所不同，不同类型污染物胁迫下藻类ojip曲线的变化特征也不完全一致。因此根据ojip曲线表观变化特征难以构建出适用于复合污染水体的毒性响应参数，导致目前荧光动力学技术仍无法对多种污染物共存的复杂复合污染水体的毒性进行灵敏准确检测。
技术实现思路
1、鉴于上述技术所存在的问题，本专利技术根据藻类光合作用将光能转换为化学能以合成有机物这一过程由不同能量流动阶段所构成，且光合作用不同能量流动阶段与ojip曲线的形成机理相对应这一实际情况，提出一种基于藻类ojip曲线光合能流信息的水体毒性检测方法。该方法以水生态系统中浮游藻类为受试生物，基于水体毒性污染物对藻类光合作用具有抑制效应，以荧光动力学技术所获取的表征浮游藻类光合作用状态的ojip曲线为依据，采用ojip曲线中代表光合作用不同能量流动阶段能量转换效率的荧光信息构建水体毒性响应参数，进而根据暴露于被测水体中浮游藻类毒性响应参数受抑制的程度准确判断水体的毒性强度。由于所构建的毒性响应参数蕴含有表征光合作用不同能量流动阶段相关光合机构活性的荧光信息，因此能够反映出具有不同抑制机理的污染物对藻类不同光合机构的抑制影响，从而能够实现多种污染物共存的复杂复合污染水体毒性的全面响应，解决现有技术对复杂复合污染水体毒性响应较为片面、毒性检测不够灵敏准确、水体毒性易低估的问题。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
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1.一种基于藻类OJIP曲线光合能流信息的水体毒性检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1的具体过程如下：以均匀悬浮于培养基中的活体藻细胞为受试生物，将体积为V1的活体藻细胞悬浮液加入到体积为V2的污染水体中，获取暴露于污染水体的胁迫藻样；将体积为V1的活体藻细胞悬浮液加入到体积为V2的纯净水中，获取空白对照藻样；配制好的胁迫藻样与空白对照藻样的体积相同、藻细胞密度也相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2的具体过程如下：当胁迫藻样与空白对照藻样配制好后在相同培养条件下培养到t时，在相同测量条件下分别对胁迫藻样和空白对照藻样进行OJIP曲线测量，获取胁迫藻样与空白对照藻样叶绿素荧光强度随激发光照射时间而变化的OJIP曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3的具体过程如下：对于所测得的胁迫藻样的OJIP曲线及空白对照藻样的OJIP曲线，分别提取出OJIP曲线中的O点荧光强度Fo、J点荧光强度Fj、I点荧光强度Fi、P点荧光强度Fp，其中Fo为激发光照射时间为20 μ
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，利用公式（4）构建水体毒性响应参数RICT；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中，利用公式（5）计算胁迫藻样RICT'的抑制率T，以胁迫藻样RICT'的抑制率T表示被测污染水体的毒性强度，
...【技术特征摘要】
1.一种基于藻类ojip曲线光合能流信息的水体毒性检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1的具体过程如下：以均匀悬浮于培养基中的活体藻细胞为受试生物，将体积为v1的活体藻细胞悬浮液加入到体积为v2的污染水体中，获取暴露于污染水体的胁迫藻样；将体积为v1的活体藻细胞悬浮液加入到体积为v2的纯净水中，获取空白对照藻样；配制好的胁迫藻样与空白对照藻样的体积相同、藻细胞密度也相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2的具体过程如下：当胁迫藻样与空白对照藻样配制好后在相同培养条件下培养到t时，在相同测量条件下分别对胁迫藻样和空白对照藻样进行ojip曲线测量，获取胁迫藻样与空白对照藻样叶绿素荧光强度随激发光照射时间而变化的ojip曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3的具体过程如下：对于所测得...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘婷婷，殷高方，赵南京，谭小璇，汪颖，安丽莎，
申请(专利权)人：皖江新兴产业技术发展中心，
类型：发明
国别省市：
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