探討生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

王春浩

【摘要】環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為影響人類健康的首要因素，所以在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)關(guān)注生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。從生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展情況入手，分析其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】生物監(jiān)測(cè)；環(huán)境監(jiān)測(cè)

在人類社會(huì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，環(huán)境污染問(wèn)題也變得越來(lái)越嚴(yán)重，不僅對(duì)人們的正常生活造成了影響，也對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展形成了限制。因此，為了能夠有效解決環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題，人們一直在不斷加大環(huán)境監(jiān)測(cè)力度。而在當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，生物酶技術(shù)、生物芯片技術(shù)、PCR技術(shù)和生物傳感器技術(shù)等都取得了較為良好的應(yīng)用效果，接下來(lái)，本文就將對(duì)這些生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探討。

一、生物酶技術(shù)

生物酶技術(shù)是當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用最為廣泛的一種生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，其主要作用是對(duì)環(huán)境污染物中的農(nóng)藥和重金屬等有害污染物進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)前，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，生物酶技術(shù)的應(yīng)用主要分為兩種形式，一種是生物酶抑制技術(shù)，另一種是酶免疫測(cè)定技術(shù)。

（一）生物酶抑制技術(shù)

該技術(shù)的主要應(yīng)用原理是農(nóng)藥和重金屬等有害污染物能夠?qū)μ囟ǖ拿府a(chǎn)生抑制作用，而當(dāng)產(chǎn)生抑制作用之后再加入合適的顯色劑，通過(guò)是否顯色和顯色程度就能夠?qū)Νh(huán)境中重金屬和農(nóng)藥成分進(jìn)行檢測(cè)。在此過(guò)程中，通過(guò)對(duì)酶是否發(fā)生抑制反應(yīng)以及加入顯色劑后的顯色程度進(jìn)行分析，能夠?qū)λ獧z測(cè)的環(huán)境污染物的存在與否和含量大小進(jìn)行有效判斷，進(jìn)而達(dá)到環(huán)境檢測(cè)的目的。當(dāng)前，針對(duì)生物酶抑制技術(shù)的監(jiān)測(cè)特性，相關(guān)研究人員已經(jīng)研究出了能夠在環(huán)境監(jiān)測(cè)中進(jìn)行快速使用的酶片和酶標(biāo)簽等速測(cè)產(chǎn)品，并且成為當(dāng)前最受歡迎的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)。

（二）酶免疫測(cè)定技術(shù)

酶免疫測(cè)定技術(shù)是一種綜合了生物酶技術(shù)和免疫技術(shù)的新型監(jiān)測(cè)技術(shù)，其主要應(yīng)用原理是通過(guò)對(duì)抗原和抗體之間的特異性反應(yīng)進(jìn)行參考，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中監(jiān)測(cè)污染物是否存在和存在量進(jìn)行判斷。通常情況下，在應(yīng)用酶免疫測(cè)定技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，通常會(huì)將所要監(jiān)測(cè)的環(huán)境污染物作為抗原，然后通過(guò)免疫動(dòng)物獲得特異性抗體?？贵w與抗原的特異性反應(yīng)通常在動(dòng)物體外進(jìn)行，并以特定的酶作為示蹤物，進(jìn)而對(duì)所要監(jiān)測(cè)的污染物的存在情況進(jìn)行判斷。相對(duì)于生物酶抑制監(jiān)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)雖然具有更為良好的監(jiān)測(cè)效果，但其成本卻相對(duì)較高，當(dāng)前并未得到廣泛應(yīng)用。

二、生物芯片技術(shù)

雖然生物芯片技術(shù)上世紀(jì)末就已經(jīng)誕生，但其在近幾年方得到突破性發(fā)展和實(shí)質(zhì)性提升，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，其屬于一種新型生物技術(shù)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，該技術(shù)具有非常高的表達(dá)水平，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量基因變化情況進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，并將其有效表達(dá)出來(lái)，為監(jiān)測(cè)人員提供科學(xué)有效的參考依據(jù)。當(dāng)前，針對(duì)生物芯片上所使用探針的不同，可以將常用生物芯片技術(shù)分為組織芯片、基因芯片、蛋白質(zhì)芯片以及細(xì)胞芯片等集中芯片技術(shù)。

在生物芯片技術(shù)應(yīng)用初期，所應(yīng)用技術(shù)主要為基因芯片和蛋白質(zhì)芯片，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)人員可以通過(guò)對(duì)基因芯片上的DNA的變化情況或者是蛋白質(zhì)芯片上蛋白質(zhì)的變化情況，對(duì)所監(jiān)測(cè)污染物的存在情況和對(duì)生物所造成的影響進(jìn)行判斷。雖然蛋白質(zhì)芯片和基因芯片是基于DNA基礎(chǔ)上而誕生的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)，但是在應(yīng)用性和信息反應(yīng)高效性上卻具有一定缺陷。為此，美國(guó)生物學(xué)家進(jìn)一步研發(fā)出了新型的組織芯片和細(xì)胞芯片，相對(duì)于以往的蛋白質(zhì)芯片和基本芯片，其能夠更加高效而全面的反映出所監(jiān)測(cè)污染物的整體變化情況，為監(jiān)測(cè)人員提供更加復(fù)雜和龐大的應(yīng)答信息，幫助監(jiān)測(cè)人員對(duì)污染物的存在情況和可能引起的生物變化進(jìn)行更加精確的判斷。當(dāng)前，在基因監(jiān)測(cè)方面，組織芯片和細(xì)胞芯片的應(yīng)用率要遠(yuǎn)比基因芯片和蛋白質(zhì)芯片的應(yīng)用率要高，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用效果也更好。

三、PCR技術(shù)

PCR技術(shù)，指的是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)，其主要應(yīng)用原理是在生物體外對(duì)特殊DNA進(jìn)行復(fù)制，對(duì)指定的DNA片段進(jìn)行放大處理。通常情況下，在環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用該技術(shù)，需要先對(duì)特定DNA片段進(jìn)行選定，并使其在95°高溫條件下，在生物體外進(jìn)行變性，生成DNA單鏈。然后，在60°C條件下，使引物與DNA單鏈按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行有效結(jié)合，結(jié)合之后，再將溫度調(diào)至72°，該溫度下DNA聚合酶活性最高，使DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖的方向合成互補(bǔ)鏈。

PCR技術(shù)的靈敏性和統(tǒng)一性都比較高，因此，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，其多應(yīng)用于對(duì)特異種群和特殊菌株進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，進(jìn)而對(duì)環(huán)境中的污染物信息進(jìn)行撲捉和判斷。

四、生物傳感器技術(shù)

在當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)中，生物傳感技術(shù)應(yīng)用的也較為廣泛。與傳統(tǒng)化學(xué)傳感器以及分離分析技術(shù)相比，生物傳感器不僅靈敏度更高和成本更低的特點(diǎn)，還能夠在復(fù)雜的體系中對(duì)污染物進(jìn)行快速、連續(xù)監(jiān)測(cè)，精確性更高。當(dāng)前，生物傳感技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，并且能夠?qū)λ|(zhì)中的BOD、陰離子表面活性劑、pH值以及水體富營(yíng)養(yǎng)化等相關(guān)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

結(jié)束語(yǔ)：

環(huán)境污染已經(jīng)成為當(dāng)前人類發(fā)展中最主要的問(wèn)題，因此，我國(guó)一定要重視起對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，并不斷對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行提升。當(dāng)前，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，并且取得了較為良好的應(yīng)用效果。同時(shí)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，各國(guó)研究人員依舊未放棄對(duì)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，我們有必要相信，在不就的將來(lái)，在環(huán)境檢測(cè)中生物監(jiān)測(cè)技術(shù)一定能夠得到更為廣泛的應(yīng)用。

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