环境检测中现代生物技术的应用

张惠秋

（辽宁省朝阳生态环境监测中心，辽宁朝阳 122000）

1 现代生物技术概述

现代生物技术具有较强的综合性，包含分子生物学、微生物学、免疫学等多种理论，而这些理论往往又和化学、微电子等多种学科相交叉，这就导致其在有较强综合性的同时也具备了广泛的应用范围。但现代生物学的研究主体依然是生物，目的是方便人民进一步增强对有关生物的了解来实现对资源更高效的利用。但由于现代生物的研究主体为生物这使得其研究对地球的资源影响不大，并且通过现代生物技术还可以实现对再生资源的利用，改善地球资源的消耗问题。

2 现代生物技术中较为常见的技术

2.1 PCR 技术

PCR 技术本质是通过聚合酶的特性，使得DNA在外界人工操作的环境下进行合成，从而得到特异性的DNA 片段，并且这种合成DNA 的方式和DNA 天然的复制方式也较为接近。通过该技术可以在环境检测中实现细菌和病毒的检测和分析，而将该技术和非放射性核酸探针进行结合还可以实现对病毒和细菌含量的检测。可以说PCR 技术大大增强了环境检测对微生物的检测能力，使环境检测的有效性和科学性进一步得到了提升。

2.2 酶免疫检测技术

酶免疫技术的灵感来自于生物自身的免疫系统，免疫系统中的体液免疫就是当病毒或者细菌等抗原入侵到体内后，通过将免疫细胞刺激进化为B 细胞分泌抗体来和抗原进行特异性反应，最终让抗原失活。酶免疫技术正是利用该原理，将相应的酶作为抗原并进行标记后，在与相关的待检测抗原进行反应，并根据反应的结果和反应过程来对抗原的种类进行确定。当前酶免疫检测技术主要被应用在对水环境的检测过程中，且主要的应用技术种类是酶联免疫吸附检测技术。

2.3 生物芯片技术

想要将一种生物的一些基因表达情况进行反应，就需要通过生物芯片技术来进行。生物芯片技术属于生物化学分析系统，只是生物芯片技术得益于这些年半导体进程的不断提升，体积十分之小。生物芯片技术主要是通过生物监测技术中的微电子技术，将生物分析探针分子固定在相关的介质上如硅片等，从而实现对生物的DNA、细胞等信息的快速检测。而由相关介质和生物分析探针分子组成的部分就是生物芯片。同时为了满足环境检测中对检测不同物质的需求和其他工作对检测不同物质的需求，生物芯片发展出了多种种类，根据生物探针分子检测物质的不同，生物芯片被分为蛋白质生物芯片、组织生物芯片以及基因生物芯片，而按照检测原理的不同则也可以被分为三种：元件型微阵列生物芯片、生物传感芯片以及通道型微阵列芯片。除此之外还可以按照固定物质的不同分为DNA 生物芯片和蛋白质生物芯片。生物芯片自身具备智能、微型的优点和特点，而通过生物芯片技术的应用可以大大提升环境检测技术的便利性和效率。

2.4 生物传感技术

生物传感技术是当前环境检测中应用最多最广的现代生物技术。固化酶技术是生物传感技术的基础，通过固化酶技术可以将生物自身的反应与电信号进行相互的转换，从而实现对环境中有关生物的监测。环境检测中生物传感技术大致分为三步：（1）对生物信息进行感知和识别再将其进行转化；（2）当生物信息被转化为电信号以后通过相关的电子信号控制装置对其进行控制；（3）对其进行检测和分析从而得到相关的信息。

3 现代生物技术在环境检测中的具体应用

3.1 基因探针和PCR 技术的应用

微生物病原体是否致病和其自身的剂量有着直接的关系，所以提高水环境检测中水样含有微生物病原体的数量和种类的检测精度就十分有必要。水资源污染问题是当前社会较为关注的环境问题之一，水资源的安全直接关系到人们的日常生活。当前为了满足水环境检测的需要，PCR 技术和基因探针技术已经开始被广泛地使用。通常PCR 技术常被用于大肠杆菌的检测等，而通过基因探针技术可以对待测基因进行标志和检测从而也达到检测微生物种类和数量的目的，将二者进行结合使用可以更加精确地对水中的微生物种类和含量进行检测[1]。

3.2 生物酶技术的应用

当前在我国的环境检测工作中，生物酶技术的使用范围较广频率也较高，这是因为生物酶技术具有四个较为突出的优点：

（1）酶免疫检测处理功效高，通过生物酶技术可以和污染物发生特异性反应，检测污染物的同时，使污染物进行快速的降解；（2）酶免疫检测的应用范围广，通过生物酶技术可以为一些微生物创建更为合适的生存环境，从而促进微生物对水体进行净化；（3）生物酶技术的特异性更强，相比传统技术针对性得到了提升，从而可以使检测更加准确，进而可以制定更加科学的治理方案；（4）性价比高，生物酶检测技术相对于其他技术使用成本更低，不需要过于复杂的设备、且效果显著。当前生物酶技术被广泛地应用在环境检测工作和污染治理工作中，如利用生物酶技术可以对污水的污染物进行高效的催化和降解，大幅改善水体环境[2]。当前生物酶技术已经得到了一定的发展，为了满足不同的环境污染类型和环境污染领域的环境检测和治理需要，已经研究出了40 种以上的配方。在对生物酶技术进行应用时要充分对实际情况进行分析，选择最为合适的配方才能保障生物酶技术高效地发挥作用。

3.3 生物芯片技术的应用

现代生物技术中，生物芯片技术的发展潜力较大，其发展意义也较深。在进行环境检测时使用生物芯片技术可以大幅提高环境检测的效率和准确度，从而提高我国环境检测技术水平，进而为我国环境治理工作效率和质量的提升提供保障[3]。生物芯片根据探针分子检测的物质不同被分为基因芯片、蛋白质芯片以及组织芯片，当前在环境检测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对数量众多的基因的表达情况进行检测，而生物的细胞基因的表达情况往往又和污染环境具有一定的关系，所以通过生物芯片技术可以完成对污染物以及对生物细胞受到污染物影响状况的监测，使环境检测更加高效科学。通过对生物芯片技术地进一步研究，除了可以提升环境检测工作的科学性和效率以外，还能分析环境对人类基因的影响，从而为人类文明的发展提供保障[4]。

3.4 生物传感技术的的应用

生物传感技术是当前我国环境检测工作过程中应用最为广泛和普遍的现代生物技术。生物传感技术通过实现对生物反应与电信号的转换，来完成对环境的检测。生物传感技术具有高集成化、自动化、微型化的特性，可以在几乎对环境没有影响的情况下完成对环境的检测，并且检测高效且准确。生物传感技术是以固定化细胞和固定化酶技术为基础建立的，这使得生物传感技术具有很强的普适性，其在进行检测时对检测队形进行感知并将有关信息转化为电信号进行传输，再进行分析，从而最终得到有关信息。现在生物传感技术是我国环境检测中作用范围最广的现代生物技术，其应用和发展大大提高了我国当前环境检测的科学性和准确性[5]。

4 结语

综上所述，随着经济的快速发展，人们对环境的要求日益提升，为了科学合理地对环境进行改善，就需要对环境污染问题的根本进行分析，这个过程中环境检测工作发挥着十分重要的作用。确保环境检测技术的先进科学，可以更加准确地对污染物和污染状况进行监测和分析，从而提升环境检测和监测工作的质量，为环境保护和治理工作的有效展开提供重要保障。使用生物技术来进行环境检测相对于传统的检测方式有着十分巨大的改进，可以说生物技术就是未来环境检测技术的发展方向。所以要加强现代生物技术在环境检测中的应用研究，从而使得环境检测的作用可以得到充分地发挥。