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

牛麗春

(山西國(guó)控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030024)

引 言

自二十一世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了現(xiàn)代生物技術(shù)，現(xiàn)代生物技術(shù)作為應(yīng)用于有機(jī)體研究的重要技術(shù)，其在社會(huì)各大領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前，我國(guó)的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，自然生態(tài)環(huán)境變得更加復(fù)雜，所以必須加強(qiáng)應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)檢測(cè)自然環(huán)境，才能及時(shí)了解環(huán)境的變化，從而制定科學(xué)、合理的應(yīng)用策略，發(fā)揮現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)我國(guó)的自然環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

1 現(xiàn)代生物技術(shù)的相關(guān)概述

現(xiàn)代生物技術(shù)中包括的學(xué)科理論比較豐富，其中主要融入分子生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)等各種不同的學(xué)科理論，現(xiàn)代生物技術(shù)和化學(xué)、微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)存在密切的聯(lián)系，所以其具有綜合性特征，能夠在社會(huì)各大領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代生物技術(shù)通過(guò)對(duì)自然生物進(jìn)行研究，從而更加高效地開(kāi)發(fā)以及應(yīng)用資源，在現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用中的操作環(huán)節(jié)比較簡(jiǎn)單，環(huán)境治理過(guò)程中應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，能夠降低環(huán)境污染，避免資源大量浪費(fèi)[1]。通過(guò)利用自然生物技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，能夠提高產(chǎn)品純度以及安全性，使產(chǎn)品的質(zhì)量滿(mǎn)足使用需求，而且能夠促進(jìn)資源節(jié)約型以及環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)發(fā)展。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)的種類(lèi)

2.1 生物傳感技術(shù)

在生物傳感技術(shù)中，主要立足于固定化酶技術(shù)基礎(chǔ)，通過(guò)利用生物傳感器能夠準(zhǔn)確識(shí)別以及感知信息，并且使這些信息資料生成電子信號(hào)，這樣只需要控制電子信號(hào)裝置，就能夠把檢測(cè)的物質(zhì)分析出來(lái)，從而獲取準(zhǔn)確的檢測(cè)信息資料。生物傳感技術(shù)主要應(yīng)用在環(huán)境檢測(cè)工程中，能夠提高環(huán)境檢測(cè)水平。

2.2 PCR技術(shù)

通過(guò)對(duì)PCR技術(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，其主要原理和DNA天然復(fù)制原理比較接近。一般在環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用PCR技術(shù)，能夠有效檢測(cè)環(huán)境中存在的細(xì)菌與病毒，而且利用非放射性核酸探針能夠準(zhǔn)確測(cè)試出病毒和細(xì)菌含量。通過(guò)運(yùn)用核酸雜交技術(shù)，能夠安全檢測(cè)自然環(huán)境中的微生物，當(dāng)前在水環(huán)境中檢測(cè)大腸桿菌以及志賀氏菌可以運(yùn)用PCR技術(shù)。

2.3 酶免疫檢測(cè)技術(shù)

在環(huán)境檢測(cè)工程中，利用酶免疫檢測(cè)技術(shù)，主要通過(guò)抗原以及抗體特異性反應(yīng)來(lái)進(jìn)行研發(fā)的技術(shù)，其能夠直接標(biāo)記酶，并利用標(biāo)記酶和待檢測(cè)抗原來(lái)進(jìn)行檢測(cè)工作，然后觀(guān)察免疫學(xué)特征反應(yīng)，和特定的病毒種類(lèi)進(jìn)行比對(duì)，最終了解環(huán)境檢測(cè)中出現(xiàn)的病毒種類(lèi)。當(dāng)前，一般在水質(zhì)檢測(cè)中應(yīng)用酶免疫檢測(cè)技術(shù)，能夠達(dá)到良好的檢測(cè)效果。

2.4 生物芯片技術(shù)

通過(guò)運(yùn)用生物芯片技術(shù)，能夠把各個(gè)基因表達(dá)情形充分反應(yīng)出來(lái)。其主要運(yùn)用微電子技術(shù)而形成的生物檢測(cè)技術(shù)，能夠把分析探針固定在相表面，通過(guò)對(duì)生物化學(xué)分析系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)分析，能夠快速檢測(cè)得出蛋白質(zhì)、細(xì)胞等等一系列的生物學(xué)成分，這種生物芯片技術(shù)一般在水污染中得到廣泛應(yīng)用，能夠把水體污染中的化學(xué)物質(zhì)毒性準(zhǔn)確檢測(cè)出來(lái)[2]。

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

3.1 植物檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

自二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，汽車(chē)保有量增多，帶來(lái)了嚴(yán)重的工業(yè)廢氣、汽車(chē)尾氣排放污染，使空氣污染的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，空氣中含有大量對(duì)人體有害的物質(zhì)，人們?cè)谖脒@些有害物質(zhì)之后，將會(huì)引發(fā)呼吸疾病、肺部疾病等，而且會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的霧霾現(xiàn)象。因此，根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，可以利用植物檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)空氣中的污染物。例如：細(xì)葉小羽蘚以及葉卷蘚在遇到空氣污染物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)，主要原因在于這兩種植物中含有的葉綠素a、b含量大不一樣，所以在污染的空氣環(huán)境下，葉綠素a和葉綠素b會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)，從而獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

3.2 生物傳感技術(shù)的應(yīng)用

近幾年以來(lái)，我國(guó)的數(shù)字科技以及生物技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，社會(huì)各大領(lǐng)域逐漸廣泛應(yīng)用生物科技技術(shù)。由于生物傳感技術(shù)屬于高度集成化、自動(dòng)化、微型化技術(shù)，所以利用生物傳感技術(shù)，能夠把生物的反應(yīng)和電信號(hào)快速進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這樣能夠快速檢測(cè)自然環(huán)境。在自然環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用生物傳感技術(shù)，能夠利用電子元器件迅速轉(zhuǎn)化電子信號(hào)，然后對(duì)這些電子信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和分析，從而更好地控制檢測(cè)結(jié)果。

3.3 PCR技術(shù)的應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn)，各種微生物病原體中包含的致病劑量不大一樣，所以需要準(zhǔn)確檢測(cè)水體污染中的病原體種類(lèi)以及數(shù)量，才能制定科學(xué)、合理的水體保護(hù)方案。當(dāng)前，在自然水體以及污染水樣中存在大量的病原體以及化學(xué)污染物，對(duì)于這些污染物的檢測(cè)，如果采用傳統(tǒng)的方法，無(wú)法反映出真實(shí)的檢測(cè)結(jié)果。只有充分運(yùn)用PCR技術(shù)，利用PCR探針把生物素、熒光素準(zhǔn)確標(biāo)記出來(lái)，并且和待測(cè)基因進(jìn)行特異性互動(dòng)，從而產(chǎn)生雜交信號(hào)DNA片段，快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出污染水體中含有的大腸桿菌。

在水體環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用PCR技術(shù)，需要經(jīng)過(guò)這樣幾個(gè)階段：第一，模板DNA的變性模板DNA加熱溫度達(dá)到93 ℃之后，需要讓模板DNA雙鏈，以及PCR擴(kuò)增完成的雙鏈DNA進(jìn)行解離，從而形成單鏈，單鏈和引物進(jìn)行結(jié)合。第二，在單鏈形成之后，需要在溫度降低為55 ℃之后，使引物和模板DNA單鏈進(jìn)行互補(bǔ)配合。第三，引物結(jié)合物受到TaqDNA聚合酶的反應(yīng)作用，能夠把dNTP當(dāng)做反應(yīng)原料，把靶序列當(dāng)做模板，根據(jù)堿基配對(duì)以及半保留復(fù)制的原理，在變形-退火-延伸等幾個(gè)過(guò)程完成后，從而獲得半保留復(fù)制鏈，這種半保留復(fù)制鏈也能夠當(dāng)做下次循環(huán)的模板。

3.4 生物酶技術(shù)的應(yīng)用

在環(huán)境檢測(cè)工程中應(yīng)用生物酶技術(shù)，主要有這樣幾點(diǎn)成效：第一，能夠達(dá)到良好的處理功效，有效降解污染物。第二，其適應(yīng)的范圍比較廣泛，能夠適應(yīng)各種不同的溫度和pH條件下。第三，生物酶技術(shù)具有較強(qiáng)的針對(duì)性，能夠在特定的環(huán)境下發(fā)揮檢測(cè)作用，具體結(jié)合實(shí)際情況而定。第四，應(yīng)用生物酶技術(shù)能夠節(jié)約成本，達(dá)到良好的治理效果。

本文以某城市生活污水處理廠(chǎng)中滯留的污水檢測(cè)來(lái)進(jìn)行實(shí)踐論證，其中污水的總量達(dá)到8 000 t，污水外觀(guān)為黑色，具有濃烈的臭味。通過(guò)環(huán)保部門(mén)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，滯留污水中含有大量的COD、硫化物等等化學(xué)物質(zhì)，對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生惡劣的影響。然而利用高效復(fù)合生物酶藥劑處理這些滯留污水之后，使其中的污染物進(jìn)行了高效催化與降解，全面使污水中的化學(xué)物質(zhì)得到降解，一周的時(shí)間使污染物大約降解了45%左右，水體環(huán)境得到有效改善。

3.5 生物芯片技術(shù)的應(yīng)用

在環(huán)境檢測(cè)中采用生物芯片技術(shù)，能夠把不同環(huán)境下的基因情況以及影響因子檢測(cè)、分析出來(lái)。在生物芯片中包含了組織芯片、基因芯片和蛋白質(zhì)芯片，通過(guò)對(duì)環(huán)境污染物中的細(xì)胞基因組進(jìn)行檢測(cè)分析，能夠把基因組中的DNA變化篩選體現(xiàn)出來(lái)，能夠快速了解環(huán)境污染因素，對(duì)生物基因的影響水平，從而制定合理的環(huán)境改善方案。

4 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代化環(huán)境檢測(cè)工程中，現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)被全面應(yīng)用，并且取得較為顯著的成就。通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，能夠有效檢測(cè)環(huán)境質(zhì)量，改善我國(guó)的自然生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃 燦,陳 沁.現(xiàn)代生物技術(shù)在植物病原菌檢測(cè)中的應(yīng)用[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2016,37(13):215-219.

[2] 張來(lái)新,趙阿妮.現(xiàn)代有機(jī)及生物分析在環(huán)境檢測(cè)及醫(yī)藥學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用[J].應(yīng)用化工,2015(3):563-565.