生物传感器检测饮用水中的砷

《实验与分析》：Harms 教授，清洁的地下水是用作饮用水的前提，可是自从九十年代以后，饮用水中越来越多地检测出砷来。那么这种砷究竟来自何方？其边界值又是什么？

Harms教授：自从孟加拉国发生多起慢性砷中毒事件之后，人们便在不同的国家针对饮用水中砷进行调查，经常会发现砷的存在。事情的起因是：在八十年代， 为了抑制诸如霍乱等传染病的流行，人们挖建了成千上万的饮用水用井。虽然解决了饮用水的供应问题，但却疏漏了对地下水的全面化学分析。直到出现了中毒事 件，人们才将注意力转向砷，之前该地区的地下水中虽然也发现了砷，却未曾出现过危害健康的事件。这种砷乃自然生成，从喜马拉雅山沿着河流转移到人口密集的 大河三角洲。除了这些地区之外，人们必须考虑到还有其他许多地区也同这里一样受到殃及。世界卫生组织对于砷的边界值规定为10μg/L，而孟加拉国的边界 值则要高出5倍之多，部分地区甚至更高。

《实验与分析》：摄入砷后会对人体健康产生哪些危害？

Harms教授：矿物质砷的中毒是渐进式的，长期饮用含砷的水后,皮肤的损伤首先从手和脚上显示出来，也称为“黑脚病”。由此逐渐引发各种癌症，例如肝癌 和肾癌，最后导致死亡。仅仅在孟加拉国就有大约五千万人遭受到砷中毒的威胁。从流行病学的观点来看，直到中毒症状大量出现之后才迟迟地或者根本不停止使用 这种受污染的水井，问题往往更加严重。但因为砷的含量因地区不同而有明显差异，许多地方也可能存在一些安全的水井，如果要将受殃及者区分出来，也是一个难 题。

由赫尔姆霍茨-环境研究中心开发的 Arsolux 生物检测试剂盒。

《实验与分析》：您在赫尔姆霍茨-环境研究中心开发了一种新的传感器，可以对饮用水中的砷含量进行快速和低成本的检测，能否为读者简单介绍一下这种方法？

Harms教授：从基因技术上对细菌加以改变，使其对砷的出现产生一种可见的反应。为此利用一种分子开关，这种开关在常态下具有细菌性抗砷活性，通过一种 发光酶的基因进行耦合。当其接触到砷时，这种细菌便会在半个小时内发光。其基因结构已于几年前由洛桑大学的同事们加以测定。我们赫尔姆霍茨-环境研究中心 的任务在于，将其开发成为在受殃及的国家可以现场投入使用的成熟产品。对此首先必须保证鲜活细菌的稳定性，具备运输和储藏的能力，以及在极端的条件下例如 在炎热的国家还能发挥作用。这种生物传感器测试盒采用Arsolux 的商品名销售。相当重要的一点，就是我们努力通过与使用国当地的公司进行合作来提高认知度。“德国制造”的商标对此也大有裨益。

《实验与分析》：这种传感器在测定砷时相对于其他方法有什么优点？

Harms教授：相对于采用原子吸收光谱化学分析法而言，Arsolux 生物传感器法的优点在于体积小、可移动、性价比高，对于当地的实验室、医院或者代理商而言，都是可以支付得起的方法。考虑到这些国家的经济情况以及砷污染 的规模，这点尤其重要。相对于通常的化学试剂盒而言，这种传感器在测定饮用水中砷的主要浓度范围时可以提供更高的精度。这种方法相对于原子吸收光谱法的等 效性已通过在越南进行的200次饮用井水分析的测试，同样规模的测试也已于2010 年2月在孟加拉国与当地同事们合作的方式进行。