淺談環境監測的生物傳感技術

黃躍偉

摘要：21世紀，現代化社會發展中，科學技術水平日漸提升，我國經濟取得了蓬勃發展，但同時也帶來了嚴重的環境污染問題，使生態環境遭到了極大的破壞，時刻威脅著人們的人身健康。因此，在實際環境監測工作中，及時高效的環境監測手段、快速精確的監測設備變得十分必要。而隨著生物傳感技術的發展及應用，其在環境監測工作中的作用將體現的更加充分。本文分析了生物傳感技術在環境監測中的實際應用，并對生物傳感器的未來發展前景進行了展望，以期為有關人士提供參考依據。

關鍵詞：環境監測;生物傳感技術;生物監測

前言：新時代，隨著生物科學及微電子行業的快速發展，生物傳感技術獲得了飛躍發展，其作為一門日漸成熟的技術，當前逐漸被社會生產生活各個領域廣泛應用。下面筆者對生物傳感技術在環境監測中的應用展開研究。

1生物傳感器的應用領域

1.1在食品產業中的應用

食品產業中，生物傳感器具有以下用途：檢測食品新鮮度，控制食品添加劑，檢測食品物化特性，確定食品原料成分等等。

（1）如魚的新鮮度就可通過傳感器進行判斷，通常情況，魚在降解過程中會產生次黃嘌呤、肌苷及磷酸肌苷等物質，將生物傳感器和這些物質結合，可得出魚的新鮮度;

（2）黃曲霉素對人體健康危害性較大，但用枯草桿菌制成微生物傳感器，可檢測到黃曲霉素中的B1成分，檢出限為0.8μg/mL，該種方式簡單高效，安全性很高;

（3）可通過生物傳感器對蓖麻毒素、肉毒桿菌毒素B等多種毒素進行檢測;

（4）生物傳感器也可以對農作物上殘留的農藥及化學物質進行檢測，從而保障食品安全，推動食品產業可持續發展。

1.2在環境監測中的應用

隨著人口數量逐漸增多，自然環境破壞程度越來越大，環境污染問題成為了人們亟需解決的重難點問題。生物傳感器的出現，在很大程度上提高了人們對環境的監測效率，從而對環境變化快速作出反應。

例如，空氣中的酸雨，其形成原因多數是因為工業化發展，或汽車尾氣排放，以往傳統處理二氧化硫的方法，治標不治本，而應用生物傳感器，可將亞細胞類脂類物質固定在乙酸纖維膜上，同氧電極共同組成生物傳感器，這種生物傳感器可謂是霧霾，酸霧，酸雨的克星，能夠對它們的化學成分進行高效準確的分析，從而為酸雨的及時治理指明方向。

1.3在醫學領域的中應用

當前，我國醫療水平大幅提升，而生物傳感器在醫學發展上有著不可或缺的作用。生物傳感器在基礎醫學和臨床診斷等方面，都有十分重要的作用。生物傳感器具有高效簡便，靈敏度高，反應快速，專一性強的特點，在醫療工程方面得以廣泛應用， 酶傳感器是最早在臨床診斷中應用的生物傳感器，其能夠對細菌，抗體和抗原，病毒和毒素等進行檢測。

1.4在發酵工業的中應用

過去傳統發酵工業檢測主要采用化學檢測方式，這種檢測方式操作復雜、工作效率低、實驗周期長，而生物傳感器的出現，有效解決了這一問題，被稱為發酵工業的智能眼睛。

例如，通過谷氨酸脫羧酶檢測谷氨酸，將谷氨酸進行脫羧處理，同二氧化碳電極制成的生物傳感器，能夠快速測定發酵產品中谷氨酸的含量。科學家利用此原理，研制了谷氨酸快速測定儀，目前被發酵行業普及應用。另外，對L型賴氨酸進行檢測，可以將L型賴氨酸氧化酶固定在明膠基質上，再與氧電極結合，制成生物傳感器，從而對食品中的L型賴氨酸進行檢測。

1.5在信息安全中的應用

網絡信息化發展的今天，信息安全問題也是人們一直擔心的重要問題。人們所使用的電子設備面臨著病毒的侵害和黑客的故意攻擊，傳統解決這種問題的方法都是安裝防火墻，設置應用訪問權限及升級系統等，但是并不會有效地從根本上防止病毒對電子設備的攻擊。而新型生物傳感器能夠有效解決這一難題。

例如，日常生活中最常見的智能手機解鎖過程，可以通過指紋識別，人臉識別和虹膜識別等完成解鎖;智能門鎖，可以通過門禁人臉識別完成開鎖等等。這些識別過程均是應用了生物傳感器，將生物信號轉換成呈電信號。生物傳感器的出現，使人們的信息生活的安全性得到了充分保證，為人們的工作與生活帶來了安心。

2淺析生物傳感器的前景與展望

電子信息化的發展越來越迅速，而生物傳感器也在其中扮演了十分重要的角色，主要表現在以下幾個方面：

2.1高靈敏度化

目前，雖然生物傳感器應用范圍比較廣泛，但靈敏度差強人意，檢測結果準確度不高。相信隨著生物傳感器技術的不斷深入，生物傳感器的靈敏度及監測準確性會越來越高。

2.2大眾化

未來，生物傳感器會逐漸走進千家萬戶，體積小，功能大的微型化生物傳感器會在家中普遍使用，例如，自行進行疾病診斷;對采購的蔬菜進行農藥殘留檢查等等。

2.3功能多樣化

未來的生物傳感器將會具有更多的功能，比如在食品安全、環境保護、疾病診斷、軍事國防、氣候變化和日常生活等各個領域，都會發揮重要作用。

2.4高智能化

隨著計算機信息化的發展，生物傳感器在未來必將同計算機相結合，共同發展，由生物傳感器采集、收集數據，計算機分析處理數據，形成采集分析呈現一體化，將生物傳感器的智能化發揮到極致。

結束語：

生物傳感器技術作為一項相對成熟的技術，已經廣泛應用于生產和生活的各個領域。然而，從生物傳感器在現階段的實際應用來看，始終存在一些不可避免的問題。與此同時，該技術在使用過程中也暴露出一些不足之處，需要我們在工作中不斷探索和改進。目前，生物傳感器仍處于發展階段，從其在環境監測中的實際應用現狀來看，生物傳感器能夠滿足環境監測的需要，最大限度的地反映環境監測的要求。相較傳統環境監測方法，生物傳感器的應用，具有較強的先進性，以及明顯的優勢，隨著現代化科技的高速發展，此種技術先進程度會在持續應用中得以發展，成為推動社會發展進步的重要力量。

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