發光微生物指自然界存在、細胞內具有生物發光代謝系統的原核和真核微生物，近來還包括導入發光基因而使原本不發光的微生物具備發光特性的基因工程發光微生物。發光微生物毒性測試中應用多的是明亮發光桿菌，可以檢測各種水體中的有毒物質，對于氣體中可溶性有毒物質，可通過把它吸收、溶解在溶液中，然后觀察其對發光細菌的影響。

正常生理狀況下，在氧氣與細菌熒光素酶的參與下，細胞可發出波長為420~670nm的可見光。如果有有毒物質存在，會抑制酶的活性，使發光量降低，其減弱的程度與毒物的毒性大小和濃度成負相關，因而可以根據發光菌發光強度判斷毒物毒性大小，用發光強度表征毒物所在環境的急性毒性。

以明亮發光桿菌為生物識別元件，以硅光電二極管作為細胞光信號和電信號轉換的敏感元件，構建了細菌發光傳感器，分別對苯酚、樂guo、乙醛、Hg+、Cu2+、Zn2+等污染物急性毒性進行快速檢測研究，同時和哺乳動物毒性實驗結果做對比。毒性測試結果表明，在pH=7.0，溫度20℃，3.0％NaCI底液條件下，固定化菌膜發光強度達2~4nw，穩定發光時間60～80min，毒性測試結果的EC50值與哺乳動物毒性試驗的LD50具有良好的相關性，相關系數r=0.95。

采用光纖探頭結構、以明亮發光桿菌作為指示物制作了光纖式發光菌傳感器，以Zn2+為測試對象，實驗結果表明，Zn2+的EC50大約為5.06mg/L，檢測范圍為10ppb~200ppm，與采用國標推薦的方法測得的結果有很好的一致性。