環(huán)境檢測(cè)中現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用

張惠秋

（遼寧省朝陽(yáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧朝陽(yáng) 122000）

1 現(xiàn)代生物技術(shù)概述

現(xiàn)代生物技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性，包含分子生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)等多種理論，而這些理論往往又和化學(xué)、微電子等多種學(xué)科相交叉，這就導(dǎo)致其在有較強(qiáng)綜合性的同時(shí)也具備了廣泛的應(yīng)用范圍。但現(xiàn)代生物學(xué)的研究主體依然是生物，目的是方便人民進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)有關(guān)生物的了解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源更高效的利用。但由于現(xiàn)代生物的研究主體為生物這使得其研究對(duì)地球的資源影響不大，并且通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)再生資源的利用，改善地球資源的消耗問(wèn)題。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)中較為常見(jiàn)的技術(shù)

2.1 PCR 技術(shù)

PCR 技術(shù)本質(zhì)是通過(guò)聚合酶的特性，使得DNA在外界人工操作的環(huán)境下進(jìn)行合成，從而得到特異性的DNA 片段，并且這種合成DNA 的方式和DNA 天然的復(fù)制方式也較為接近。通過(guò)該技術(shù)可以在環(huán)境檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)細(xì)菌和病毒的檢測(cè)和分析，而將該技術(shù)和非放射性核酸探針進(jìn)行結(jié)合還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒和細(xì)菌含量的檢測(cè)?？梢哉f(shuō)PCR 技術(shù)大大增強(qiáng)了環(huán)境檢測(cè)對(duì)微生物的檢測(cè)能力，使環(huán)境檢測(cè)的有效性和科學(xué)性進(jìn)一步得到了提升。

2.2 酶免疫檢測(cè)技術(shù)

酶免疫技術(shù)的靈感來(lái)自于生物自身的免疫系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)中的體液免疫就是當(dāng)病毒或者細(xì)菌等抗原入侵到體內(nèi)后，通過(guò)將免疫細(xì)胞刺激進(jìn)化為B 細(xì)胞分泌抗體來(lái)和抗原進(jìn)行特異性反應(yīng)，最終讓抗原失活。酶免疫技術(shù)正是利用該原理，將相應(yīng)的酶作為抗原并進(jìn)行標(biāo)記后，在與相關(guān)的待檢測(cè)抗原進(jìn)行反應(yīng)，并根據(jù)反應(yīng)的結(jié)果和反應(yīng)過(guò)程來(lái)對(duì)抗原的種類(lèi)進(jìn)行確定。當(dāng)前酶免疫檢測(cè)技術(shù)主要被應(yīng)用在對(duì)水環(huán)境的檢測(cè)過(guò)程中，且主要的應(yīng)用技術(shù)種類(lèi)是酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)技術(shù)。

2.3 生物芯片技術(shù)

想要將一種生物的一些基因表達(dá)情況進(jìn)行反應(yīng)，就需要通過(guò)生物芯片技術(shù)來(lái)進(jìn)行。生物芯片技術(shù)屬于生物化學(xué)分析系統(tǒng)，只是生物芯片技術(shù)得益于這些年半導(dǎo)體進(jìn)程的不斷提升，體積十分之小。生物芯片技術(shù)主要是通過(guò)生物監(jiān)測(cè)技術(shù)中的微電子技術(shù)，將生物分析探針?lè)肿庸潭ㄔ谙嚓P(guān)的介質(zhì)上如硅片等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物的DNA、細(xì)胞等信息的快速檢測(cè)。而由相關(guān)介質(zhì)和生物分析探針?lè)肿咏M成的部分就是生物芯片。同時(shí)為了滿足環(huán)境檢測(cè)中對(duì)檢測(cè)不同物質(zhì)的需求和其他工作對(duì)檢測(cè)不同物質(zhì)的需求，生物芯片發(fā)展出了多種種類(lèi)，根據(jù)生物探針?lè)肿訖z測(cè)物質(zhì)的不同，生物芯片被分為蛋白質(zhì)生物芯片、組織生物芯片以及基因生物芯片，而按照檢測(cè)原理的不同則也可以被分為三種：元件型微陣列生物芯片、生物傳感芯片以及通道型微陣列芯片。除此之外還可以按照固定物質(zhì)的不同分為DNA 生物芯片和蛋白質(zhì)生物芯片。生物芯片自身具備智能、微型的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，而通過(guò)生物芯片技術(shù)的應(yīng)用可以大大提升環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的便利性和效率。

2.4 生物傳感技術(shù)

生物傳感技術(shù)是當(dāng)前環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用最多最廣的現(xiàn)代生物技術(shù)。固化酶技術(shù)是生物傳感技術(shù)的基礎(chǔ)，通過(guò)固化酶技術(shù)可以將生物自身的反應(yīng)與電信號(hào)進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中有關(guān)生物的監(jiān)測(cè)。環(huán)境檢測(cè)中生物傳感技術(shù)大致分為三步：（1）對(duì)生物信息進(jìn)行感知和識(shí)別再將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化；（2）當(dāng)生物信息被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)以后通過(guò)相關(guān)的電子信號(hào)控制裝置對(duì)其進(jìn)行控制；（3）對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和分析從而得到相關(guān)的信息。

3 現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的具體應(yīng)用

3.1 基因探針和PCR 技術(shù)的應(yīng)用

微生物病原體是否致病和其自身的劑量有著直接的關(guān)系，所以提高水環(huán)境檢測(cè)中水樣含有微生物病原體的數(shù)量和種類(lèi)的檢測(cè)精度就十分有必要。水資源污染問(wèn)題是當(dāng)前社會(huì)較為關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一，水資源的安全直接關(guān)系到人們的日常生活。當(dāng)前為了滿足水環(huán)境檢測(cè)的需要，PCR 技術(shù)和基因探針技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始被廣泛地使用。通常PCR 技術(shù)常被用于大腸桿菌的檢測(cè)等，而通過(guò)基因探針技術(shù)可以對(duì)待測(cè)基因進(jìn)行標(biāo)志和檢測(cè)從而也達(dá)到檢測(cè)微生物種類(lèi)和數(shù)量的目的，將二者進(jìn)行結(jié)合使用可以更加精確地對(duì)水中的微生物種類(lèi)和含量進(jìn)行檢測(cè)[1]。

3.2 生物酶技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前在我國(guó)的環(huán)境檢測(cè)工作中，生物酶技術(shù)的使用范圍較廣頻率也較高，這是因?yàn)樯锩讣夹g(shù)具有四個(gè)較為突出的優(yōu)點(diǎn)：

（1）酶免疫檢測(cè)處理功效高，通過(guò)生物酶技術(shù)可以和污染物發(fā)生特異性反應(yīng)，檢測(cè)污染物的同時(shí)，使污染物進(jìn)行快速的降解；（2）酶免疫檢測(cè)的應(yīng)用范圍廣，通過(guò)生物酶技術(shù)可以為一些微生物創(chuàng)建更為合適的生存環(huán)境，從而促進(jìn)微生物對(duì)水體進(jìn)行凈化；（3）生物酶技術(shù)的特異性更強(qiáng)，相比傳統(tǒng)技術(shù)針對(duì)性得到了提升，從而可以使檢測(cè)更加準(zhǔn)確，進(jìn)而可以制定更加科學(xué)的治理方案；（4）性價(jià)比高，生物酶檢測(cè)技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù)使用成本更低，不需要過(guò)于復(fù)雜的設(shè)備、且效果顯著。當(dāng)前生物酶技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在環(huán)境檢測(cè)工作和污染治理工作中，如利用生物酶技術(shù)可以對(duì)污水的污染物進(jìn)行高效的催化和降解，大幅改善水體環(huán)境[2]。當(dāng)前生物酶技術(shù)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，為了滿足不同的環(huán)境污染類(lèi)型和環(huán)境污染領(lǐng)域的環(huán)境檢測(cè)和治理需要，已經(jīng)研究出了40 種以上的配方。在對(duì)生物酶技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)要充分對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析，選擇最為合適的配方才能保障生物酶技術(shù)高效地發(fā)揮作用。

3.3 生物芯片技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代生物技術(shù)中，生物芯片技術(shù)的發(fā)展?jié)摿^大，其發(fā)展意義也較深。在進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)時(shí)使用生物芯片技術(shù)可以大幅提高環(huán)境檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度，從而提高我國(guó)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)水平，進(jìn)而為我國(guó)環(huán)境治理工作效率和質(zhì)量的提升提供保障[3]。生物芯片根據(jù)探針?lè)肿訖z測(cè)的物質(zhì)不同被分為基因芯片、蛋白質(zhì)芯片以及組織芯片，當(dāng)前在環(huán)境檢測(cè)工作中常常被使用的是基因芯片?；蛐酒梢钥焖倜舾械貙?duì)數(shù)量眾多的基因的表達(dá)情況進(jìn)行檢測(cè)，而生物的細(xì)胞基因的表達(dá)情況往往又和污染環(huán)境具有一定的關(guān)系，所以通過(guò)生物芯片技術(shù)可以完成對(duì)污染物以及對(duì)生物細(xì)胞受到污染物影響狀況的監(jiān)測(cè)，使環(huán)境檢測(cè)更加高效科學(xué)。通過(guò)對(duì)生物芯片技術(shù)地進(jìn)一步研究，除了可以提升環(huán)境檢測(cè)工作的科學(xué)性和效率以外，還能分析環(huán)境對(duì)人類(lèi)基因的影響，從而為人類(lèi)文明的發(fā)展提供保障[4]。

3.4 生物傳感技術(shù)的的應(yīng)用

生物傳感技術(shù)是當(dāng)前我國(guó)環(huán)境檢測(cè)工作過(guò)程中應(yīng)用最為廣泛和普遍的現(xiàn)代生物技術(shù)。生物傳感技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)生物反應(yīng)與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，來(lái)完成對(duì)環(huán)境的檢測(cè)。生物傳感技術(shù)具有高集成化、自動(dòng)化、微型化的特性，可以在幾乎對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響的情況下完成對(duì)環(huán)境的檢測(cè)，并且檢測(cè)高效且準(zhǔn)確。生物傳感技術(shù)是以固定化細(xì)胞和固定化酶技術(shù)為基礎(chǔ)建立的，這使得生物傳感技術(shù)具有很強(qiáng)的普適性，其在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)對(duì)檢測(cè)隊(duì)形進(jìn)行感知并將有關(guān)信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行傳輸，再進(jìn)行分析，從而最終得到有關(guān)信息?，F(xiàn)在生物傳感技術(shù)是我國(guó)環(huán)境檢測(cè)中作用范圍最廣的現(xiàn)代生物技術(shù)，其應(yīng)用和發(fā)展大大提高了我國(guó)當(dāng)前環(huán)境檢測(cè)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求日益提升，為了科學(xué)合理地對(duì)環(huán)境進(jìn)行改善，就需要對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題的根本進(jìn)行分析，這個(gè)過(guò)程中環(huán)境檢測(cè)工作發(fā)揮著十分重要的作用。確保環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的先進(jìn)科學(xué)，可以更加準(zhǔn)確地對(duì)污染物和污染狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，從而提升環(huán)境檢測(cè)和監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量，為環(huán)境保護(hù)和治理工作的有效展開(kāi)提供重要保障。使用生物技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)相對(duì)于傳統(tǒng)的檢測(cè)方式有著十分巨大的改進(jìn)，可以說(shuō)生物技術(shù)就是未來(lái)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。所以要加強(qiáng)現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用研究，從而使得環(huán)境檢測(cè)的作用可以得到充分地發(fā)揮。