分子生物學技術在污水處理微生物檢測中的應用

＊孫越鵬

（天津生物工程職業技術學院 天津 300462）

引言

在污水處理中，傳統的污水處理方法比較簡單，但是在處理污泥過程中有很多的問題暴漏，而且對于反應器的變化和信息分析也不能進行有效數據對比，所以相較于分子生物學技術來說，較為落后，分子生物學技術能夠很好的彌補這一不足，更精準的對生物菌群進行分類培養，以達到適合污水處理的要求和數據統計需求。

1.限制性片段長度多態性分析

傳統的方法已經跟不上時代的進步，傳統的檢測方法具有一定的限制性，所以技術需要不斷進行更新，為了能夠更高效的解決問題，利用分子生物學技術可以避免傳統檢測中的問題和不足。對于限制性片段長度進行多態性分析，分子生物學科技的優勢是非常明顯的，為了能夠得到有價值的菌落基因信息，需要進行多態性分析，將這一信息利用起來可以將不同的特征進行分離，這樣的方式流程不僅能夠簡化，也不需要放射型標記的流程，產生的結果也能夠更加明確。比起傳統的生物法，在污水處理當中的不足，使用這項方法之后，能夠彌補傳統檢測方法的問題，如在傳統的方法里面培養十分之一左右的微生物都比較的困難，能夠生存下來的細菌群體也非常的少，之所以要進行檢測是為了更好的進行污水處理，傳統方法已經無法滿足當下的需求。同時，也沒有辦法在揭示生物反應器當中的變化和所要傳遞出來的信息，因此必須要進行創新，相關人員需要對此問題引起高度的重視，環境問題是當下的重點問題，必須要解決這一問題，才能促進我國穩定健康發展。

2.寡核苷酸探針技術

在歷史發展的潮流中，我國也在不斷的進步，有了越來越多的新技術來解決問題，在對污水進行處理過程中，目前寡核苷酸探針技術應用也非常廣泛，了解清楚遺傳信息，則能夠發現菌落自身的結構，主要是利用分析和列舉清落的方法來了解微生物的信息，這項技術可以根據DNA和RNA的排序來進行，針對的是特定的微生物，檢測過程中可以發現DNA和RNA的排序不同，所得到的結果也不同，需要針對菌落的RNA進行寡核苷酸探針技術。大部分的情況下可以利用探針了解堿基蓄力和目標細胞RNA。在探針過程中會發現，在一些區域當中是存在著互補關系的，值得提醒的是在檢測過程當中要對周圍的環境和條件給予嚴格的控制。如果不是在特定的環境下進行，則達不到理想的效果，也有可能使數據出現錯誤，所以要將其控制在嚴格的范圍內，得到的探針DNA各目標細胞中的RNA就能夠緊密的固定。

如果各細胞之間不能夠進行緊密的固定，雜交的探針就沒有辦法沖洗干凈，所以在實際過程中，需要將RNA被固定后，才能夠將沒有雜交的探針進行沖洗。在實際過程中，這對于工作人員而言非常關鍵，如果能夠將其固定，可以根據雜交探針的數目來確定RNA是否存在，同時也可以通過探針的數目了解有可能存在的數量是多少，所以在操作過程中每一個步驟都要謹慎小心，保證檢測工作能夠順利進行。了解寡和苷酸雜交的作用，可以通過對比來實現，可以使用狹線印跡法，這種方法和傳統的方法相比，有很大優勢，主要是將RNA從樣品當中提取出來，不僅簡化了流程，而且相對于傳統的方法而言，也會更加的準確。目前使用最多的方法不需要提取RNA，能夠實現功能的熒光原位雜交。

熒光原位雜交在目前現實生活當中見得非常多，使用的范圍也比較廣，如果能夠將分子生物學技術的精準性和顯微鏡的可視性進行有機結合，則能提高工作效率。這項技術在目前之所以使用非常廣泛，是因為能夠將微生物檢測當中的不同類進行鑒定。不僅如此，在污水處理這塊應用的也非常好，能夠了解污水當中微生物的含量，同時還能夠了解這些微生物分布在什么位置，這些信息對于微生物技術檢測而言都是非常重要。開通雜交探針的熒光信號，能夠對核酸序列進行檢測，和傳統的檢測方法相比，目前這項技術的優勢非常明顯，提高了工作效率，同時得到了更為準確的數據，在目前是非常受歡迎的一項技術。

能夠通過探針設計的特異性充分展現出來的也就是常提到的寡核苷酸技術，這項技術在當下運用較廣，可以獲得菌落自身的結構信息，同時，通過這種方式，探針的特點也充分的展現出來了，數據的準確性也提高了，在這一個過程中，相關的工作人員必須要重視對探針的設計。如果面對的是沒有培養的細菌，可以采用的就是雜交的方式進行鑒定，這樣才能夠了解探針是否夠合理，這樣的方式應用的雖然非常廣泛，但是在運用過程中還是有很多問題需要解決的，比如會出現假陽性的結果。因為微生物在生長的過程中會產生一定的熒光作用，這就會影響到最終的檢測結果，這也是目前需要克服的一大問題。在相同的環境當中的樣品殘留物，這些殘留物會讓后續工作變得更加復雜，需要解決的問題也會多起來，為了能夠解決這一問題就需要提前找到解決的措施，如果不及時處理這些問題，最后不能得出準確的結果。在最近幾年這些技術的應用非常的廣泛，在很多領域都得到了應用，同時也取得了較好的效果，科技在不斷地發展，各項技術之間也在不斷的進行更新，融合之后的科技為微生物研究提供了更好的環境，這對于最終的結果檢測也非常有利。

3.DNA重組技術

在20世紀70年代初，已經有DNA重組技術，但是傳統的技術明顯跟不上時代的發展，而重組技術主要的實質就是將單個的DNA連接起來，需要創造一個特定的范圍，在特定的環境下復制DNA，在此過程中需要遵循一定的程序來完成該項工作，先要選定DNA，再來選擇載體進行處理，處理之后進行載體連接，最后再將連接物導入合適的數組細胞之內進行重組，而從中獲得的DNA需要進行篩選，獲得陽性克隆。在廢水處理的過程中，如果僅僅只是靠這項技術進行分離和篩選是完全不夠的，因此需要不斷的進行創新，在混合微生物群體中篩選特定的微生物，菌種一般也得不到理想的效果，想要培養出來也非常的困難，在實際的反應當中也得不到理想效果。排污問題越來越嚴重，人類也開始高度關注，需要有新的技術注入，才能夠促使這個行業有新的活力，所以說新的技術才能更快的解決污水處理中帶出的問題，也就更加解決水資源問題。基因工程在后期的技術運用中也變得很重要。

在廢水的微生物動態檢測過程中，指示菌占據著重要的地位，有較高的存活力，同時在特定環境當中對于物質的變化也比較的敏感。想要了解污水中的成分改變近況，可以使用指示菌，速度不僅非常快，而且也非常的明確分子生物學技術中的基因重組技術，能夠將特定的基因整合到一些微生物的基因組中。不要放在一些固定的地方，要根據特定的地方，對其進行監測，在這個過程中需要明確指示菌的基因工程菌的特點，通過有關技術人員進行不斷的處理，然后通過冰草氨酸和甘露氨酸，將微生物從環境樣品當中提取出來，進行靈敏的特異性檢測。

4.DNA生物傳感器

作為提取數據的生物傳感器在污水處理中發揮著重要的作用，也是在污水處理中使用的比較頻繁的，主要對生物層和目標的污染物進行傳遞信息，提取敏感的傳感檢測，這種檢測應用，現在在傳統的使用中并不是很明顯，利用分子生物學技術的應用中，展開DNA這種檢測，利用這一先進的發明，在有效的探測污水物的傳感過程中非常的有利，所以傳感器它的運用也比較廣泛，不僅可以用于微生物的核酸序列分析，同時還能夠用于微量污染物的檢測，并且在研究DNA和污染物之間也能夠起到相互的作用，也為解釋污染物毒性作用機理提供了可能，所以也得到了研究人員的重視。在開發的過程中，還在進行不斷的探究，為的就是能夠為社會提供更大的用處，這類傳感器所涵蓋的內容非常豐富，不僅包括了核酸探針固定化的優化，還會對其他的檢測進行應用，將技術進行融合之后，得到的圖像會更加清晰，這也有利于最終的檢測結果使結果變得更加準確。過程比較復雜，這個過程雖然非常的復雜，但是研究人員也在不斷的做改進和創新。影響雜交的因素非常的多，但是在這個過程中特別需要注意的就是雜交反應動力學和效率的因素，主要是為了保證這項技術能夠高度專一，同時也要具有靈敏度。

5.結束語

綜上所述，分子技術在污水處理中技術比較廣泛，目前我國的水資源問題，環境污染也越來越嚴重，需要對這項技術進行不斷的創新來滿足當前社會發展的需求。這也能夠代替傳統中的不足之處，應引起高度的重視，將分子生物學在這個過程中和其他的技術進行融合，促進我國經濟的平穩健康發展。