主题：【原创】【第三届原创作品】光学显微镜在环境监测中的应用

    细菌检测如水中总大肠菌群检测是环境监测中的常规检测项目。其复发酵后有一个革兰氏染色镜检过程，这个相信大多数人都比较了解了，这里不再赘述。此外，利用显微镜做一些细菌或真菌的形态学鉴定在环境监测领域内也偶有出现（这类应用主要存在于卫生部门）。


图1  细菌



图2  大肠杆菌



图3  真菌

    浮游植物，具有色素或色素体能吸收光能和二氧化碳进行光合作用制造有机物，营浮游生活的微小藻类的总称，是水域的初级生产者。随着太湖蓝藻的大规模报道，环境监测领域掀起了一阵对水华的研究热潮。而无论是生态调查抑或是抑藻方法的研究工作，都离不开对浮游植物的定性定量分析。镜检是浮游植物检测中最为传统也是目前公认性最高的检测方法（也有用分子生物学方法做的），也是环境监测部门中检测藻类的最主要技术手段。其检测主要是依靠技术人员的经验，需要技术人员有扎实的藻类分类学功底，对显微镜要求不是太高。



图4  浮游植物



图5  星杆藻水华发生时显微照片

图6  浮游动物显微照片

EROD（7-ethoxyresorufin-O-deethylase）的活性反应是极具代表性的混合功能氧化酶的典型反应。通常把肝脏EROD酶活力诱导作为测试混合功能氧化酶（mixed-function oxidases, MFOs）诱导物毒性效力的指标。

图7  EROD反应原理示意图（Hilscherova, 2000）

    SCE是化学毒物引起的一种细胞遗传损伤。主要反映受试物导致染色体同源点位上DNA复制产物互换频率的改变，SCE频率可反映细胞在S期DNA受损程度。试验过程中需要用显微镜观察受试细胞中期分裂相的SCE比例（一般每个试验点计数25-50个）



图8  姐妹染色单体交换图

    蚕豆根尖细胞的染色体大，DNA含量多，对诱变剂反应敏感，在环境污染监测和致突变剂检测研究中得到广泛应用。尤其是欧盟REACH计划出台后，用其对化学品进行检测的工作量非常大。该试验需要在高倍镜（物镜40×）下观察分生组织区细胞分散均匀、膨大、分裂较多的细胞微核。由于自然本底中细胞微核率较低1%以下，有研究表明微核率1~1.8%的为轻污染，微核率1.8~3.0%的为中污染，微核率3.0%以上的为重污染。



图9  蚕豆根尖微核试验

图10  青鳉鱼图片

PS：以下为我们工作中使用的光学显微镜：

leica DM 4000B