環境檢測中現代生物技術的應用

張惠秋

（遼寧省朝陽生態環境監測中心，遼寧朝陽 122000）

1 現代生物技術概述

現代生物技術具有較強的綜合性，包含分子生物學、微生物學、免疫學等多種理論，而這些理論往往又和化學、微電子等多種學科相交叉，這就導致其在有較強綜合性的同時也具備了廣泛的應用范圍。但現代生物學的研究主體依然是生物，目的是方便人民進一步增強對有關生物的了解來實現對資源更高效的利用。但由于現代生物的研究主體為生物這使得其研究對地球的資源影響不大，并且通過現代生物技術還可以實現對再生資源的利用，改善地球資源的消耗問題。

2 現代生物技術中較為常見的技術

2.1 PCR 技術

PCR 技術本質是通過聚合酶的特性，使得DNA在外界人工操作的環境下進行合成，從而得到特異性的DNA 片段，并且這種合成DNA 的方式和DNA 天然的復制方式也較為接近。通過該技術可以在環境檢測中實現細菌和病毒的檢測和分析，而將該技術和非放射性核酸探針進行結合還可以實現對病毒和細菌含量的檢測。可以說PCR 技術大大增強了環境檢測對微生物的檢測能力，使環境檢測的有效性和科學性進一步得到了提升。

2.2 酶免疫檢測技術

酶免疫技術的靈感來自于生物自身的免疫系統，免疫系統中的體液免疫就是當病毒或者細菌等抗原入侵到體內后，通過將免疫細胞刺激進化為B 細胞分泌抗體來和抗原進行特異性反應，最終讓抗原失活。酶免疫技術正是利用該原理，將相應的酶作為抗原并進行標記后，在與相關的待檢測抗原進行反應，并根據反應的結果和反應過程來對抗原的種類進行確定。當前酶免疫檢測技術主要被應用在對水環境的檢測過程中，且主要的應用技術種類是酶聯免疫吸附檢測技術。

2.3 生物芯片技術

想要將一種生物的一些基因表達情況進行反應，就需要通過生物芯片技術來進行。生物芯片技術屬于生物化學分析系統，只是生物芯片技術得益于這些年半導體進程的不斷提升，體積十分之小。生物芯片技術主要是通過生物監測技術中的微電子技術，將生物分析探針分子固定在相關的介質上如硅片等，從而實現對生物的DNA、細胞等信息的快速檢測。而由相關介質和生物分析探針分子組成的部分就是生物芯片。同時為了滿足環境檢測中對檢測不同物質的需求和其他工作對檢測不同物質的需求，生物芯片發展出了多種種類，根據生物探針分子檢測物質的不同，生物芯片被分為蛋白質生物芯片、組織生物芯片以及基因生物芯片，而按照檢測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的不同分為DNA 生物芯片和蛋白質生物芯片。生物芯片自身具備智能、微型的優點和特點，而通過生物芯片技術的應用可以大大提升環境檢測技術的便利性和效率。

2.4 生物傳感技術

生物傳感技術是當前環境檢測中應用最多最廣的現代生物技術。固化酶技術是生物傳感技術的基礎，通過固化酶技術可以將生物自身的反應與電信號進行相互的轉換，從而實現對環境中有關生物的監測。環境檢測中生物傳感技術大致分為三步：（1）對生物信息進行感知和識別再將其進行轉化；（2）當生物信息被轉化為電信號以后通過相關的電子信號控制裝置對其進行控制；（3）對其進行檢測和分析從而得到相關的信息。

3 現代生物技術在環境檢測中的具體應用

3.1 基因探針和PCR 技術的應用

微生物病原體是否致病和其自身的劑量有著直接的關系，所以提高水環境檢測中水樣含有微生物病原體的數量和種類的檢測精度就十分有必要。水資源污染問題是當前社會較為關注的環境問題之一，水資源的安全直接關系到人們的日常生活。當前為了滿足水環境檢測的需要，PCR 技術和基因探針技術已經開始被廣泛地使用。通常PCR 技術常被用于大腸桿菌的檢測等，而通過基因探針技術可以對待測基因進行標志和檢測從而也達到檢測微生物種類和數量的目的，將二者進行結合使用可以更加精確地對水中的微生物種類和含量進行檢測[1]。

3.2 生物酶技術的應用

當前在我國的環境檢測工作中，生物酶技術的使用范圍較廣頻率也較高，這是因為生物酶技術具有四個較為突出的優點：

（1）酶免疫檢測處理功效高，通過生物酶技術可以和污染物發生特異性反應，檢測污染物的同時，使污染物進行快速的降解；（2）酶免疫檢測的應用范圍廣，通過生物酶技術可以為一些微生物創建更為合適的生存環境，從而促進微生物對水體進行凈化；（3）生物酶技術的特異性更強，相比傳統技術針對性得到了提升，從而可以使檢測更加準確，進而可以制定更加科學的治理方案；（4）性價比高，生物酶檢測技術相對于其他技術使用成本更低，不需要過于復雜的設備、且效果顯著。當前生物酶技術被廣泛地應用在環境檢測工作和污染治理工作中，如利用生物酶技術可以對污水的污染物進行高效的催化和降解，大幅改善水體環境[2]。當前生物酶技術已經得到了一定的發展，為了滿足不同的環境污染類型和環境污染領域的環境檢測和治理需要，已經研究出了40 種以上的配方。在對生物酶技術進行應用時要充分對實際情況進行分析，選擇最為合適的配方才能保障生物酶技術高效地發揮作用。

3.3 生物芯片技術的應用

現代生物技術中，生物芯片技術的發展潛力較大，其發展意義也較深。在進行環境檢測時使用生物芯片技術可以大幅提高環境檢測的效率和準確度，從而提高我國環境檢測技術水平，進而為我國環境治理工作效率和質量的提升提供保障[3]。生物芯片根據探針分子檢測的物質不同被分為基因芯片、蛋白質芯片以及組織芯片，當前在環境檢測工作中常常被使用的是基因芯片。基因芯片可以快速敏感地對數量眾多的基因的表達情況進行檢測，而生物的細胞基因的表達情況往往又和污染環境具有一定的關系，所以通過生物芯片技術可以完成對污染物以及對生物細胞受到污染物影響狀況的監測，使環境檢測更加高效科學。通過對生物芯片技術地進一步研究，除了可以提升環境檢測工作的科學性和效率以外，還能分析環境對人類基因的影響，從而為人類文明的發展提供保障[4]。

3.4 生物傳感技術的的應用

生物傳感技術是當前我國環境檢測工作過程中應用最為廣泛和普遍的現代生物技術。生物傳感技術通過實現對生物反應與電信號的轉換，來完成對環境的檢測。生物傳感技術具有高集成化、自動化、微型化的特性，可以在幾乎對環境沒有影響的情況下完成對環境的檢測，并且檢測高效且準確。生物傳感技術是以固定化細胞和固定化酶技術為基礎建立的，這使得生物傳感技術具有很強的普適性，其在進行檢測時對檢測隊形進行感知并將有關信息轉化為電信號進行傳輸，再進行分析，從而最終得到有關信息。現在生物傳感技術是我國環境檢測中作用范圍最廣的現代生物技術，其應用和發展大大提高了我國當前環境檢測的科學性和準確性[5]。

4 結語

綜上所述，隨著經濟的快速發展，人們對環境的要求日益提升，為了科學合理地對環境進行改善，就需要對環境污染問題的根本進行分析，這個過程中環境檢測工作發揮著十分重要的作用。確保環境檢測技術的先進科學，可以更加準確地對污染物和污染狀況進行監測和分析，從而提升環境檢測和監測工作的質量，為環境保護和治理工作的有效展開提供重要保障。使用生物技術來進行環境檢測相對于傳統的檢測方式有著十分巨大的改進，可以說生物技術就是未來環境檢測技術的發展方向。所以要加強現代生物技術在環境檢測中的應用研究，從而使得環境檢測的作用可以得到充分地發揮。