柏顏

摘 要：隨著生物技術(shù)發(fā)展速度的不斷提升，在環(huán)境科學(xué)內(nèi)以現(xiàn)代生物學(xué)為基礎(chǔ)的新型技術(shù)得到了大量地應(yīng)用。在環(huán)境污染物處理方面這種技術(shù)具有較快的處理速度、較高的工作效率及較低的消耗與成本等特點(diǎn)。本文主要對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)的概況及生物芯片技術(shù)與生物傳感技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)；現(xiàn)代生物技術(shù)；應(yīng)用；概況；生物芯片技術(shù)；生物傳感器

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步及生物學(xué)、信息學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的大量引入，促使我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作得到了極大的發(fā)展。自上個(gè)世紀(jì)50年代，美國(guó)科學(xué)家沃森和英國(guó)科學(xué)家克里克用X-衍射法了對(duì)遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)核酸結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分了解后，便開(kāi)始了一段新的篇章，從細(xì)胞水平轉(zhuǎn)向了分子水平，并開(kāi)始進(jìn)行生物規(guī)律定量的研究。隨著科技的不斷進(jìn)步及在環(huán)境監(jiān)測(cè)內(nèi)不斷滲透物理學(xué)和化學(xué)知識(shí)，促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作得到了極大的進(jìn)步?，F(xiàn)代生物技術(shù)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作開(kāi)展的重要技術(shù)，為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。

1 現(xiàn)代生物技術(shù)的概況

隨著生命科學(xué)、環(huán)境等學(xué)科發(fā)展速度的不斷加快，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)也得到了極大的發(fā)展?，F(xiàn)代生物技術(shù)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)，其監(jiān)測(cè)水平的高低將直接影響到環(huán)境監(jiān)測(cè)的精確度。現(xiàn)代生物技術(shù)也叫做生物工程。在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的創(chuàng)建新的生物類型或新生物機(jī)能的實(shí)用技術(shù)，是現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。其特點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：（1）可以將物種之間的界限打破。在傳統(tǒng)觀念中，遺傳育種過(guò)程中如物種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，進(jìn)行雜交成功的可能很小。更無(wú)法做到動(dòng)物與植物之間的結(jié)合、細(xì)菌與動(dòng)物之間的結(jié)合。但基因工程可以將這些都變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，可以打破交配的障礙；（2）可以遵循人的意志、目的對(duì)生物遺傳特性進(jìn)行定向改造，甚至進(jìn)行新物種的創(chuàng)造，改變整個(gè)生態(tài)環(huán)境，影響到人類的進(jìn)化過(guò)程；（3）這種技術(shù)可以在遺傳物質(zhì)核酸上直接進(jìn)行操作，進(jìn)而新生物類型創(chuàng)造的速度也越來(lái)越快。因?yàn)楝F(xiàn)代生物技術(shù)的特點(diǎn)，已經(jīng)成為世界各國(guó)專家研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)。本文主要對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中現(xiàn)代生物技術(shù)的生物芯片、生物傳感兩種技術(shù)進(jìn)行了分析與探究。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物芯片技術(shù)的應(yīng)用

生物芯片技術(shù)主要利用縮微技術(shù)，按照分子之間特異性的互相作用，將生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)不連續(xù)的分析過(guò)程集成硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到準(zhǔn)確、快速、大信息量對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、基因與部分生物組分的檢測(cè)。選用光導(dǎo)原位合成方式及微量點(diǎn)樣方式進(jìn)行生物芯片技術(shù)的應(yīng)用。這種技術(shù)具有高通量、微型化及自動(dòng)化的特點(diǎn)，生物芯片上大量高度集成的分子微陣列具有較高的密集型，可以通過(guò)較少的時(shí)間進(jìn)行大規(guī)模生物分子分析，確保工作人員可以及時(shí)快捷地進(jìn)行生物信息樣品的獲得，這種技術(shù)相比傳統(tǒng)檢測(cè)方式，其具有極高的效率。繼大規(guī)模集成電路后生物芯片將成為重要的科學(xué)技術(shù)革命。按照不同芯片上的固定探針，可以將生物芯片分為不同的種類，如基因芯片、蛋白質(zhì)芯片等。按照生物芯片技術(shù)的工作原理，也可以將其分為不同的類型，如元件型微陣列芯片等。

現(xiàn)階段在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的水質(zhì)控制、病原細(xì)菌瞬時(shí)檢測(cè)等方面生物芯片技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。目前生物芯片已經(jīng)可以對(duì)公共飲用水內(nèi)的微生物改變進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，Rhode Island大學(xué)研發(fā)出可以對(duì)水中的沙門(mén)氏菌與大腸桿菌進(jìn)行瞬時(shí)監(jiān)測(cè)的一種生物芯片技術(shù)。細(xì)菌檢測(cè)與鑒定系統(tǒng)的建立可以通過(guò)DNA芯片進(jìn)行，這種方式可以對(duì)細(xì)菌的種類、濃度進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)將大量的寡核苷酸探針增添到芯片上可以增強(qiáng)本系統(tǒng)的精準(zhǔn)度、擴(kuò)展其檢測(cè)范圍及提高其鑒定能力。

3 環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物傳感技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步及生物技術(shù)的快速發(fā)展，作為一個(gè)逐漸形成的新型科技領(lǐng)域，生物傳感器是一種具有特殊性的化學(xué)傳感器，是通過(guò)結(jié)合生物感應(yīng)元件的專一性和一個(gè)能夠產(chǎn)生和待測(cè)物濃度成比例的信號(hào)傳導(dǎo)器的分析裝置。生物傳感技術(shù)的工作原理主要取決于生物敏感元件和待測(cè)物質(zhì)之間的作用，利用這種方式，可以將待測(cè)對(duì)象沖電子組分內(nèi)檢測(cè)出來(lái)并進(jìn)行可測(cè)量電子信號(hào)的轉(zhuǎn)變。

生物傳感技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，產(chǎn)生的生物學(xué)反應(yīng)具有特異性及多樣性，因此可以進(jìn)行全部生物物質(zhì)檢測(cè)傳感器的制作；第二，這種技術(shù)相比其他生物技術(shù)，操作過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行試劑的添加，因此具有操作簡(jiǎn)單、快捷及精確的特點(diǎn)，同時(shí)還可以進(jìn)行多次應(yīng)用；第三，這種技術(shù)可以進(jìn)行不間斷地分析及聯(lián)機(jī)工作。

環(huán)境監(jiān)測(cè)水體內(nèi)的BOD、有機(jī)磷、酶及NO3-。通過(guò)生物傳感技術(shù)進(jìn)行BOD測(cè)定儀的制作，這件儀器可以對(duì)水中BOD含量進(jìn)行直接測(cè)量。溶液、有機(jī)介質(zhì)內(nèi)的酶類化合物的件檢測(cè)可以通過(guò)酶電極安培傳感器進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，生物催化劑可以通過(guò)不同的NO3-還原酶進(jìn)行制作，水中NO3-含量的測(cè)定可以利用電流測(cè)量的生物傳感裝置進(jìn)行測(cè)定。

在環(huán)境監(jiān)測(cè)中生物傳感技術(shù)也要進(jìn)行大氣內(nèi)二氧化碳、二氧化硫等含量與濃度進(jìn)行分析。點(diǎn)位傳感器的制作可通過(guò)自養(yǎng)微生物與氧電極進(jìn)行有效制作，起到多種離子、與揮發(fā)性酸的抗干擾作用，并對(duì)大氣環(huán)境內(nèi)二氧化碳含量進(jìn)行不間斷自動(dòng)在線分析，這種技術(shù)具有較高的靈敏度。安培型生物傳感器的制作主要硫桿菌屬與氧電極進(jìn)行有效制作，這種設(shè)備可以進(jìn)行酸雨酸霧樣品內(nèi)二氧化硫含量的檢測(cè)，微生物傳感器主要通過(guò)多孔氣體滲透膜、固定化硝化細(xì)菌及氧電極合成，可以對(duì)樣品內(nèi)亞硝酸鈉含量進(jìn)行測(cè)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，因生物材料及技術(shù)問(wèn)題在環(huán)境監(jiān)測(cè)中現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用還存在一定的局限性。基于此，相關(guān)工作人員必須根據(jù)實(shí)際環(huán)境特點(diǎn)，選擇與之相適應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，才能更好地提升監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，這也是環(huán)境監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)內(nèi)容。作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)，現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到了大量地應(yīng)用。在監(jiān)測(cè)中應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)，只有這樣才能確保監(jiān)測(cè)的精確度。

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