发光细菌在生物毒性检测中的应用（发光细菌的发光机制）

在21世纪飞速发展的当下，工农业废水排放的种类和数量都大幅度增加，水质问题已经成为了一个不容忽视的环保重点。而且废水成分日益复杂，传统的化学检测手段已经不能完全满足市场对水质检测的要求了。在考察和监督过程中，快速检测水质中毒物的联合效应往往比检测出每种成分是否超标更重要。常见的生物毒性检测方法有发光细菌法、藻类分析法、蚤类分析法和鱼类分析法。

生物毒性快速测试过程中，往往最需要的是便携性，其中，发光细菌法不仅能全面快速地反映多种有毒物质的联合效应，更可通过冻干保存等手段制成便携式的菌种，通过简单的干冰运输，以满足便携性的需求。而后三者要实现便携性操作基本都是局限在实验耗时长、操作繁琐和运输复杂等问题上。 

发光细菌的发光机制比较简单，可以简单分为两步。第一步，发光菌通过正常代谢合成细菌荧光酶、长链脂肪醛（RCHO）和还原型黄素单核苷酸（FMNH2）。第二步，长链脂肪醛（RCHO）、还原型黄素单核苷酸（FMNH2）和氧气在细菌荧光酶的催化下，发生氧化反应，就产生了光和其他产物（第二步可简单理解为第一步三种产物和氧气相互作用，形成光和其他产物，这个氧化反应几乎不产热，主要产生的能量是光能）。

其中，还原型黄素单核苷酸（FMNH2）除了会参与上述氧化反应，还是发光细菌最主要的呼吸作用参与底物，与细菌的能量产生有直接关系；同时发光细菌的细菌荧光酶一般最适温度是18℃左右，超过37℃即会失活。因此，发光细菌整个生命过程中对于外界不利因素非常敏感，在培养过程中也需要尽量避免用操作人员的直接接触。当然，也正是因为这样的敏感，才使得发光细菌在毒性检测上有着重要意义。