基于多相荧光动力学曲线特征的水质生物毒性综合表征参数构建

作者：胡丽; 殷高方^*; **京; 傅强

来源：光谱学与光谱分析, 2023, 43(07): 2319-2324.

• 生物光学
• 生物毒性
• 光合抑制效应
• 综合参数
• 毒性响应

基于藻类光合抑制效应的水质生物毒性检测方法，具有响应快速、测量简捷等优点。然而现有十多种光合荧光参数都源于PSⅡ光合反应中心，对典型的PSⅠ光合作用抑制剂，均表现出响应灵敏度差或无响应。利用毒性胁迫会引起藻类荧光动力学曲线发生变形、且变化程度与毒性强度成正比的特性，直接以多相叶绿素荧光动力学曲线形态为分析对象，在准确定位特征位点的基础上，构建基于曲线分段抑制的综合表征参数CPI,并与常用的光合荧光参数Fv/Fm以及性能指标PIabs进行毒性响应时间、响应灵敏度和稳定性的对比分析。结果表明，综合参数CPI对于PSⅡ抑制剂阿特拉津，15 min即在全样本表现出显著性抑制，最低检测限和RSD分别为2.25μg·L-1和8.76%,对比PIabs、Fv/Fm分别降低了51.8%、 51.3%和68.0%、 17.7%。对于典型PSⅠ抑制剂百草枯，综合参数CPI在15 min表现出显著性抑制，对应的检测限和RSD分别为0.16 mg·L-1和14.25%,而参数Fv/Fm无响应，CPI具有时间响应优势；在8 h长时抑制下，CPI对应的最低检测限和RSD分别为0.09 mg·L-1和3.30%,对比PIabs、Fv/Fm分别降低了71.9%、 62.5%和75.6%、 30.0%。上述结论表明了综合参数CPI作为响应指标可用于检测PSⅠ及PSⅡ抑制剂的生物毒性，且表现出良好的响应灵敏度和稳定性，解决了藻类光合抑制法对PSⅠ抑制剂响应灵敏度低的问题，且对于统一不同种类毒性物质的毒性响应指标提供了关键参数。

• 单位
  合肥师范学院; 中国科学院; 中国科学院，安徽光学精密机械研究所; 中国科学院安徽光学精密机械研究所