Luận văn thạc sĩ vnua nghiên cứu khả năng sử dụng vi khuẩn vibrio fischeri để tạo kit phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt

Nghiên cứu khả năng sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri trong việc phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

• Tác giả: Nguyễn Thị Dung
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Văn Hoàng
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri để tạo KIT phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC BẢNG
• 4. DANH MỤC HÌNH
• 5. TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• 6. THESIS ABSTRACT
• 7. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 8. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
• 9. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 10. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 11. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 12. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 12.1. ĐỘC TÍNH CẤP CỦA NGUỒN NƯỚC
• 12.1.1. Khái niệm

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu vi khuẩn Vibrio fischeri trong phát hiện độc tính nước sinh hoạt

Nghiên cứu về việc sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri để phát hiện độc tính trong nước sinh hoạt đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong khoa học môi trường. Vibrio fischeri là một loại vi khuẩn có khả năng phát quang, và sự phát quang này có thể bị ức chế bởi các chất độc hại có trong nước. Việc phát hiện độc tính nước sinh hoạt bằng vi khuẩn này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe con người mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này nhằm mục đích phát triển một bộ KIT phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt, từ đó ứng dụng trong thực tiễn.

1.1. Đặc điểm của vi khuẩn Vibrio fischeri và khả năng phát quang

Vi khuẩn Vibrio fischeri là một vi khuẩn Gram âm, có khả năng phát quang nhờ vào sản phẩm phụ của quá trình hô hấp. Đặc điểm này giúp vi khuẩn trở thành một công cụ hữu ích trong việc phát hiện độc tính. Khi bị tác động bởi các chất độc, khả năng phát quang của vi khuẩn sẽ giảm, từ đó cho phép đánh giá mức độ độc tính của nước.

1.2. Tính cấp thiết của việc phát hiện độc tính nước sinh hoạt

Độc tính cấp trong nước sinh hoạt có thể gây ra nhiều bệnh tật nghiêm trọng cho con người. Việc phát hiện sớm các chất độc hại như kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu này không chỉ giúp phát hiện độc tính mà còn tạo ra một giải pháp hiệu quả cho các khu vực khó khăn.

II. Vấn đề và thách thức trong phát hiện độc tính nước sinh hoạt

Mặc dù có nhiều phương pháp phát hiện độc tính, nhưng việc áp dụng chúng trong thực tế vẫn gặp nhiều khó khăn. Các phương pháp hiện đại thường yêu cầu thiết bị phức tạp và chi phí cao, điều này làm hạn chế khả năng tiếp cận của người dân, đặc biệt là ở các vùng sâu, vùng xa. Việc sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri có thể là một giải pháp khả thi, nhưng vẫn cần phải nghiên cứu thêm để tối ưu hóa quy trình và đảm bảo độ nhạy của bộ KIT.

2.1. Các phương pháp phát hiện độc tính hiện tại

Hiện nay, có nhiều phương pháp phát hiện độc tính như phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) và phương pháp khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS). Tuy nhiên, những phương pháp này thường yêu cầu thiết bị hiện đại và không thể áp dụng ngoài phòng thí nghiệm.

2.2. Thách thức trong việc sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri

Việc sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri để phát hiện độc tính cũng gặp phải một số thách thức, bao gồm việc bảo quản vi khuẩn và độ nhạy của phương pháp. Cần có nghiên cứu để cải thiện quy trình nuôi cấy và bảo quản vi khuẩn nhằm đảm bảo tính hiệu quả trong phát hiện độc tính.

III. Phương pháp nghiên cứu sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp nuôi cấy vi khuẩn Vibrio fischeri trong môi trường Photobacterium, kết hợp với các yếu tố như nhiệt độ, pH và nồng độ muối để tối ưu hóa khả năng phát quang. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để xác định điều kiện nuôi cấy tốt nhất, từ đó phát triển bộ KIT phát hiện độc tính.

3.1. Quy trình nuôi cấy vi khuẩn Vibrio fischeri

Quy trình nuôi cấy vi khuẩn Vibrio fischeri bao gồm việc lựa chọn môi trường nuôi cấy phù hợp, điều chỉnh nhiệt độ và pH để đạt được tốc độ sinh trưởng tối ưu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng môi trường Photobacterium với tốc độ lắc 200 vòng/phút, nhiệt độ 26ºC và pH 6-7 là điều kiện lý tưởng.

3.2. Thí nghiệm xác định độ nhạy của vi khuẩn

Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để xác định độ nhạy của vi khuẩn Vibrio fischeri đối với các chất độc hại như kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật. Kết quả sẽ giúp đánh giá khả năng phát hiện độc tính của bộ KIT.

IV. Ứng dụng thực tiễn của bộ KIT phát hiện độc tính nước sinh hoạt

Bộ KIT phát hiện độc tính nước sinh hoạt từ vi khuẩn Vibrio fischeri có thể được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động dã ngoại, kiểm tra nước tại các khu vực xa xôi, và trong các tình huống khẩn cấp. Việc phát hiện nhanh chóng và chính xác độc tính trong nước sẽ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

4.1. Ứng dụng trong kiểm tra nước sinh hoạt

Bộ KIT có thể được sử dụng để kiểm tra chất lượng nước sinh hoạt tại các khu vực nông thôn, nơi mà việc tiếp cận các phương pháp phát hiện hiện đại là khó khăn. Điều này sẽ giúp người dân có thể tự kiểm tra nước trước khi sử dụng.

4.2. Ứng dụng trong các hoạt động dã ngoại

Trong các hoạt động dã ngoại, bộ KIT sẽ giúp người tham gia kiểm tra chất lượng nước tại các nguồn nước tự nhiên, từ đó đảm bảo an toàn cho sức khỏe trong các chuyến đi.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu vi khuẩn Vibrio fischeri

Nghiên cứu về việc sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri để phát hiện độc tính nước sinh hoạt mở ra nhiều triển vọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Bộ KIT phát hiện độc tính không chỉ giúp phát hiện nhanh chóng mà còn có thể được sản xuất với chi phí thấp, phù hợp với nhu cầu thực tiễn. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục tập trung vào việc cải thiện độ nhạy và khả năng ứng dụng của bộ KIT.

5.1. Triển vọng phát triển bộ KIT trong tương lai

Với những kết quả đạt được, nghiên cứu sẽ tiếp tục phát triển bộ KIT với các tính năng cải tiến, nhằm nâng cao độ nhạy và khả năng phát hiện độc tính trong nước sinh hoạt.

5.2. Tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước

Việc phát hiện độc tính trong nước sinh hoạt không chỉ bảo vệ sức khỏe con người mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này sẽ là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực bảo vệ nguồn nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ DUNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG VI KHUẨN Vibrio fischeri ĐỂ TẠO KIT PHÁT HIỆN NHANH ĐỘC TÍNH CẤP CỦA NƯỚC SINH HOẠT Ngành: Khoa học môi trường Mã số : 8 44 03 01 Người hướng dẫn khoa học: 1. Nguyễn Thị Minh NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Dung i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Nguyễn Văn Hoàng và TS. Nguyễn Thị Minh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy - cô giáo trong khoa Môi trường, trường Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức quí báu.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới TS.Phạm Kiên Cường, ThS Bùi Thị Thu Hà, phòng Công nghệ Hóa sinh, phòng Công nghệ sinh học và phòng Thực nghiệm và chuyển giao công nghệ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn. Cuối cùng tôi xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè những người đã luôn bên cạnh và ủng hộ tôi trong suốt quá trình học tập. Luận văn được thực hiện dưới sự hỗ trợ kinh phí của đề tài cấp bộ Quốc phòng “Nghiên cứu chế tạo KIT phát hiện nhanh độc tính của nguồn nước cấp cho sinh hoạt, ứng dụng trong hoạt động dã ngoại của bộ đội” Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Dung ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục.

iii Danh mục chữ viết tắt. v Danh mục bảng .vi Danh mục hình. vii Trích yếu luận văn .ix Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài.

Giả thuyết khoa học. Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Tổng quan tài liệu. Độc tính cấp của nguồn nước. Nguyên nhân gây độc tính cấp. Tác động do độc tính cấp.

Các phương pháp và thiết bị để phát hiện độc tính cấp trong nguồn nước trên thế giới và việt nam. Một số phương pháp phát hiện độc tính cấp sử dụng máy móc, thiết bị trong phòng thí nghiệm. Phát hiện độc tính dựa trên cảm biến sinh học. Cơ sở khoa học của việc sản xuất KIT xác định độc tính của môi trường nước bằng vi khuẩn Vibrio fischeri.

Đặc tính phát quang của Vibrio fischeri và ảnh hưởng của chất độc đến độ phát quang của vi khuẩn. Chế tạo KIT phát hiện nhanh độc tính cấp nguồn nước. Nội dung và phương pháp nghiên cứu. 32 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Đối tượng/vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp phân tích xác định kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật. Phương pháp thực nghiệm. Phương pháp xử lý số liệu.

Kết quả và thảo luận. Nghiên cứu xác định các điều kiện nuôi cấy tạo vi khuẩn Vibrio fischeri. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến tốc độ sinh trưởng và cường độ phát quang. Nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và phát quang của vi khuẩn Vibrio fischeri.

Nghiên cứu sự ức chế của một số hóa chất độc hại đến sự phát quang của vi khuẩn Vibrio fischeri. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số kim loại nặng. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số hóa chất bảo vệ thực vật. Nghiên cứu nâng cao khả năng ức chế phát quang của một số chất độc.

Nghiên cứu xác định quy trình sản xuất KIT phát hiện nhanh độc tính cấp của nguồn nước. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện bảo quản. Nghiên cứu các thành phần phụ trợ. Nghiên cứu đề xuất quy trình tạo KIT phát hiện nhanh độc tính cấp nước sinh hoạt.

Nghiên cứu thử nghiệm. Kết luận và kiến nghị. 75 Tài liệu tham khảo. 85 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Nghĩa tiếng việt DDT dicloro diphenyl tricloroetan QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường BYT Bộ Y tế HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật RLU (Relative Light Units) Đơn vị ánh sáng tương đối OD600 (Optical Density 600 nm) Mật độ quang học tại bước sóng 600 nm (World Health Organization) Tổ chức y tế thế giới WHO (Joint Expert Committee of Food Additives) Ủy ban chuyên gia JECFA về phụ gia thực phẩm (International Agency for Research on Cancer) Tổ chức ung thư thế giới IARC (Flame Atomic Absorption Spectrometry) Phương pháp hấp phụ nguyên tử ngọn lửa F - AAS (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry) Phương pháp khối phổ plasma cảm ứng ICP – MS 666 Hexancloxyclohecxan v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2.

Hiện trạng tồn dư HCBVTV tại các kho trên toàn quốc. Biểu hiện lâm sàng và các triệu chứng nhiễm độc thuốc BVTV. Theo dõi sự thay đổi hành vi của cá liên kết với điều kiện stress khác nhau. Các thành phần môi trường nuôi cấy.

Các thành phần môi trường bảo quản lỏng. Các thành phần môi trường đông khô. Mật độ tế bào vi khuẩn Vibrio fischeri trong các môi trường nuôi cấy. Hiệu suất quang học xét nghiệm độc tính đối với As(V), Pb(II), Hg(II), DDT, Lindane, 2,4D (thời gian tiếp xúc 30 phút).

Ảnh hưởng của thành phần đông khô và nhiệt độ bảo quản đến cường độ phát quang của vi khuẩn Vibrio ficheri. Kết quả thử nghiệm đánh giá bộ KIT tự tạo và bộ KIT của hãng ModernWater (Hoa Kỳ). 71 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC HÌNH Hình 2. Thiết bị phát hiện chất độc Microtox.

Thiết bị phát hiện chất độc DeltaTox II. Toxi-Screening KIT. Cấu trúc vi khuẩn Vibrio fischeri. Loài mực Euprymna scolopes sống cộng sinh với Vibrio fischeri.

Vùng gen qui định khả năng phát quang của Vibrio fischeri (Golnaz, 2011). Cơ chế điều hòa phát quang sinh học của Vibrio fischeri (Ting, 2016). Cơ chế tác động đến khả năng phát quang của Vibrio fischeri gây ra bởi hai độc chất (Ting, 2016). Tương quan tốc độ sinh trưởng (thể hiện qua giá trị OD600) và cường độ phát quang (thể hiện qua giá trị photon light, đơn vị RLU) của Vibrio fischeri trong Photobacterium và MT K 2%.

Vibrio fischeri được nuôi lỏng trên MT K 2% (trái), Photobacterium (phải) sau 23h. Mức độ phát quang của Vibrio fischeri trong môi trường Photobacterium và MT K 2%, sau 23h. Ảnh hưởng của pH môi trường đến sự phát triển và phát quang của Vibrio fischeri. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl trong môi trường đến sự phát triển và phát quang của Vibrio fischeri.

Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến sự phát triển và phát quang của Vibrio fischeri. Sự ảnh hưởng của As5+ đến cường độ phát quang của Vibrio fischeri. Sự ảnh hưởng của Pb2+ đến cường độ phát quang của Vibrio fischeri. Sự ảnh hưởng của Hg2+ đến cường độ phát quang của Vibrio fischeri.

Sự ảnh hưởng của DDT đến cường độ phát quang của Vibrio fischeri. Sự ảnh hưởng của Lindane (666) đến cường độ phát quang của Vibrio fischeri. Sự ảnh hưởng của 2,4 D đến cường độ phát quang của Vibrio fischeri. 59 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Sự ảnh hưởng của nồng độ vi khuẩn đến cường độ phát quang trong vi cầu alginate. Sự ảnh hưởng của thành phần chất bảo quản đến độ phát quang của vi khuẩn (5ºC). Sự ảnh hưởng của nhiệt độ khi bảo quản với sữa gầy 10% đến độ phát quang của vi khuẩn. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ khi bảo quản vi khuẩn đông khô với sữa gầy 10% đến độ phát quang của vi khuẩn.

Thành phần bộ KIT phát hiện độc tính cấp của nguồn nước. Quy trình tạo KIT phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt. Bộ KIT phát hiện độc tính cấp của nguồn nước. 70 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Thị Dung Tên luận văn: “Nghiên cứu khả năng sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri để tạo KIT phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt”.

Ngành: Khoa học môi trường Mã Số: 8 44 03 01 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Đề tài "Nghiên cứu khả năng sử dụng vi khuẩn Vibrio fischeri để tạo KIT phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt" được tiến hành nhằm mục đích: Xác định các tính chất, đặc trưng của chủng vi khuẩn Vibrio fischeri làm cơ cở để xây dựng quy trình chế tạo KIT phát hiện nhanh độc tính cấp của nước sinh hoạt (do ô nhiễm, sự cố) dựa trên khả năng ức chế sự phát quang vi khuẩn Vibrio fischeri, áp dụng cho điều kiện dã ngoại hoặc thực địa vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo,. Kết quả đã nghiên cứu xác định điều kiện nuôi cấy tối ưu bao gồm môi trường nuôi cấy và các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ phát quang của vi khuẩn (nhiệt độ, pH, độ muối). Môi trường nuôi cấy Vibrio fischeri phù hợp là Photobacterium ở tốc độ lắc 200 vòng/phút, nhiệt độ 26ºC, pH 6-7, NaCl 2%. Vi khuẩn tươi Vibrio fischeri có khả năng phát hiện độc tính của kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật.

Tuy nhiên nồng độ phát hiện ở mức cao so với QCVN (19- 25. Ngưỡng phát hiện của Pb 0,003-0,75 mg/l; As 0,8-102,4 mg/l; Hg 0,0012- 0,16mg/l; DDT 40-70mg/l; 2,4 D 15-45 mg/l; Lindane 35-55 mg/l. Quá trình bọc vi cầu alginate có thể gia tăng độ nhạy cho vi khuẩn (4-2.470 lần), mật độ vi khuẩn tối ưu cho quá trình bọc vi cầu alginate trong khoảng OD600 0,75-0,9.