生物傳感器檢測飲用水中的砷

成千上萬的人正遭受著飲用水中增高的砷含量的威脅，孟加拉國等一些亞洲國家的情況也表明，源于自然的砷是造成飲用水污染的主要因素。《實驗與分 析》德文版記者就這一問題采訪了赫爾姆霍茨-環境研究中心的Hauk Harms教授，Harms教授闡述了砷污染的起因和后果，并介紹了一種可以快速、靈敏并且經濟地檢測飲用水中砷的生物傳感器。

《實驗與分析》：Harms 教授，清潔的地下水是用作飲用水的前提，可是自從九十年代以后，飲用水中越來越多地檢測出砷來。那么這種砷究竟來自何方？其邊界值又是什么？

Harms教授：自從孟加拉國發生多起慢性砷中毒事件之后，人們便在不同的國家針對飲用水中砷進行調查，經常會發現砷的存在。事情的起因是：在八十年代， 為了抑制諸如霍亂等傳染病的流行，人們挖建了成千上萬的飲用水用井。雖然解決了飲用水的供應問題，但卻疏漏了對地下水的全面化學分析。直到出現了中毒事 件，人們才將注意力轉向砷，之前該地區的地下水中雖然也發現了砷，卻未曾出現過危害健康的事件。這種砷乃自然生成，從喜馬拉雅山沿著河流轉移到人口密集的 大河三角洲。除了這些地區之外，人們必須考慮到還有其他許多地區也同這里一樣受到殃及。世界衛生組織對于砷的邊界值規定為10μg/L，而孟加拉國的邊界 值則要高出5倍之多，部分地區甚至更高。

《實驗與分析》：攝入砷后會對人體健康產生哪些危害？

Harms教授：礦物質砷的中毒是漸進式的，長期飲用含砷的水后,皮膚的損傷首先從手和腳上顯示出來，也稱為“黑腳病”。由此逐漸引發各種癌癥，例如肝癌 和腎癌，最后導致死亡。僅僅在孟加拉國就有大約五千萬人遭受到砷中毒的威脅。從流行病學的觀點來看，直到中毒癥狀大量出現之后才遲遲地或者根本不停止使用 這種受污染的水井，問題往往更加嚴重。但因為砷的含量因地區不同而有明顯差異，許多地方也可能存在一些安全的水井，如果要將受殃及者區分出來，也是一個難 題。

由赫爾姆霍茨-環境研究中心開發的 Arsolux 生物檢測試劑盒。

《實驗與分析》：您在赫爾姆霍茨-環境研究中心開發了一種新的傳感器，可以對飲用水中的砷含量進行快速和低成本的檢測，能否為讀者簡單介紹一下這種方法？

Harms教授：從基因技術上對細菌加以改變，使其對砷的出現產生一種可見的反應。為此利用一種分子開關，這種開關在常態下具有細菌性抗砷活性，通過一種 發光酶的基因進行耦合。當其接觸到砷時，這種細菌便會在半個小時內發光。其基因結構已于幾年前由洛桑大學的同事們加以測定。我們赫爾姆霍茨-環境研究中心 的任務在于，將其開發成為在受殃及的國家可以現場投入使用的成熟產品。對此首先必須保證鮮活細菌的穩定性，具備運輸和儲藏的能力，以及在極端的條件下例如 在炎熱的國家還能發揮作用。這種生物傳感器測試盒采用Arsolux 的商品名銷售。相當重要的一點，就是我們努力通過與使用國當地的公司進行合作來提高認知度。“德國制造”的商標對此也大有裨益。

《實驗與分析》：這種傳感器在測定砷時相對于其他方法有什么優點？

Harms教授：相對于采用原子吸收光譜化學分析法而言，Arsolux 生物傳感器法的優點在于體積小、可移動、性價比高，對于當地的實驗室、醫院或者代理商而言，都是可以支付得起的方法。考慮到這些國家的經濟情況以及砷污染 的規模，這點尤其重要。相對于通常的化學試劑盒而言，這種傳感器在測定飲用水中砷的主要濃度范圍時可以提供更高的精度。這種方法相對于原子吸收光譜法的等 效性已通過在越南進行的200次飲用井水分析的測試，同樣規模的測試也已于2010 年2月在孟加拉國與當地同事們合作的方式進行。

（轉載自分析與實驗網）