分子生物学技术在污水处理微生物检测中的应用

2021-04-11孙越鹏

当代化工研究 2021年14期

＊孙越鹏

（天津生物工程职业技术学院天津 300462）

引言

在污水处理中，传统的污水处理方法比较简单，但是在处理污泥过程中有很多的问题暴漏，而且对于反应器的变化和信息分析也不能进行有效数据对比，所以相较于分子生物学技术来说，较为落后，分子生物学技术能够很好的弥补这一不足，更精准的对生物菌群进行分类培养，以达到适合污水处理的要求和数据统计需求。

1.限制性片段长度多态性分析

传统的方法已经跟不上时代的进步，传统的检测方法具有一定的限制性，所以技术需要不断进行更新，为了能够更高效的解决问题，利用分子生物学技术可以避免传统检测中的问题和不足。对于限制性片段长度进行多态性分析，分子生物学科技的优势是非常明显的，为了能够得到有价值的菌落基因信息，需要进行多态性分析，将这一信息利用起来可以将不同的特征进行分离，这样的方式流程不仅能够简化，也不需要放射型标记的流程，产生的结果也能够更加明确。比起传统的生物法，在污水处理当中的不足，使用这项方法之后，能够弥补传统检测方法的问题，如在传统的方法里面培养十分之一左右的微生物都比较的困难，能够生存下来的细菌群体也非常的少，之所以要进行检测是为了更好的进行污水处理，传统方法已经无法满足当下的需求。同时，也没有办法在揭示生物反应器当中的变化和所要传递出来的信息，因此必须要进行创新，相关人员需要对此问题引起高度的重视，环境问题是当下的重点问题，必须要解决这一问题，才能促进我国稳定健康发展。

2.寡核苷酸探针技术

在历史发展的潮流中，我国也在不断的进步，有了越来越多的新技术来解决问题，在对污水进行处理过程中，目前寡核苷酸探针技术应用也非常广泛，了解清楚遗传信息，则能够发现菌落自身的结构，主要是利用分析和列举清落的方法来了解微生物的信息，这项技术可以根据DNA和RNA的排序来进行，针对的是特定的微生物，检测过程中可以发现DNA和RNA的排序不同，所得到的结果也不同，需要针对菌落的RNA进行寡核苷酸探针技术。大部分的情况下可以利用探针了解碱基蓄力和目标细胞RNA。在探针过程中会发现，在一些区域当中是存在着互补关系的，值得提醒的是在检测过程当中要对周围的环境和条件给予严格的控制。如果不是在特定的环境下进行，则达不到理想的效果，也有可能使数据出现错误，所以要将其控制在严格的范围内，得到的探针DNA各目标细胞中的RNA就能够紧密的固定。

如果各细胞之间不能够进行紧密的固定，杂交的探针就没有办法冲洗干净，所以在实际过程中，需要将RNA被固定后，才能够将没有杂交的探针进行冲洗。在实际过程中，这对于工作人员而言非常关键，如果能够将其固定，可以根据杂交探针的数目来确定RNA是否存在，同时也可以通过探针的数目了解有可能存在的数量是多少，所以在操作过程中每一个步骤都要谨慎小心，保证检测工作能够顺利进行。了解寡和苷酸杂交的作用，可以通过对比来实现，可以使用狭线印迹法，这种方法和传统的方法相比，有很大优势，主要是将RNA从样品当中提取出来，不仅简化了流程，而且相对于传统的方法而言，也会更加的准确。目前使用最多的方法不需要提取RNA，能够实现功能的荧光原位杂交。

荧光原位杂交在目前现实生活当中见得非常多，使用的范围也比较广，如果能够将分子生物学技术的精准性和显微镜的可视性进行有机结合，则能提高工作效率。这项技术在目前之所以使用非常广泛，是因为能够将微生物检测当中的不同类进行鉴定。不仅如此，在污水处理这块应用的也非常好，能够了解污水当中微生物的含量，同时还能够了解这些微生物分布在什么位置，这些信息对于微生物技术检测而言都是非常重要。开通杂交探针的荧光信号，能够对核酸序列进行检测，和传统的检测方法相比，目前这项技术的优势非常明显，提高了工作效率，同时得到了更为准确的数据，在目前是非常受欢迎的一项技术。

能够通过探针设计的特异性充分展现出来的也就是常提到的寡核苷酸技术，这项技术在当下运用较广，可以获得菌落自身的结构信息，同时，通过这种方式，探针的特点也充分的展现出来了，数据的准确性也提高了，在这一个过程中，相关的工作人员必须要重视对探针的设计。如果面对的是没有培养的细菌，可以采用的就是杂交的方式进行鉴定，这样才能够了解探针是否够合理，这样的方式应用的虽然非常广泛，但是在运用过程中还是有很多问题需要解决的，比如会出现假阳性的结果。因为微生物在生长的过程中会产生一定的荧光作用，这就会影响到最终的检测结果，这也是目前需要克服的一大问题。在相同的环境当中的样品残留物，这些残留物会让后续工作变得更加复杂，需要解决的问题也会多起来，为了能够解决这一问题就需要提前找到解决的措施，如果不及时处理这些问题，最后不能得出准确的结果。在最近几年这些技术的应用非常的广泛，在很多领域都得到了应用，同时也取得了较好的效果，科技在不断地发展，各项技术之间也在不断的进行更新，融合之后的科技为微生物研究提供了更好的环境，这对于最终的结果检测也非常有利。

3.DNA重组技术

在20世纪70年代初，已经有DNA重组技术，但是传统的技术明显跟不上时代的发展，而重组技术主要的实质就是将单个的DNA连接起来，需要创造一个特定的范围，在特定的环境下复制DNA，在此过程中需要遵循一定的程序来完成该项工作，先要选定DNA，再来选择载体进行处理，处理之后进行载体连接，最后再将连接物导入合适的数组细胞之内进行重组，而从中获得的DNA需要进行筛选，获得阳性克隆。在废水处理的过程中，如果仅仅只是靠这项技术进行分离和筛选是完全不够的，因此需要不断的进行创新，在混合微生物群体中筛选特定的微生物，菌种一般也得不到理想的效果，想要培养出来也非常的困难，在实际的反应当中也得不到理想效果。排污问题越来越严重，人类也开始高度关注，需要有新的技术注入，才能够促使这个行业有新的活力，所以说新的技术才能更快的解决污水处理中带出的问题，也就更加解决水资源问题。基因工程在后期的技术运用中也变得很重要。

在废水的微生物动态检测过程中，指示菌占据着重要的地位，有较高的存活力，同时在特定环境当中对于物质的变化也比较的敏感。想要了解污水中的成分改变近况，可以使用指示菌，速度不仅非常快，而且也非常的明确分子生物学技术中的基因重组技术，能够将特定的基因整合到一些微生物的基因组中。不要放在一些固定的地方，要根据特定的地方，对其进行监测，在这个过程中需要明确指示菌的基因工程菌的特点，通过有关技术人员进行不断的处理，然后通过冰草氨酸和甘露氨酸，将微生物从环境样品当中提取出来，进行灵敏的特异性检测。

4.DNA生物传感器

作为提取数据的生物传感器在污水处理中发挥着重要的作用，也是在污水处理中使用的比较频繁的，主要对生物层和目标的污染物进行传递信息，提取敏感的传感检测，这种检测应用，现在在传统的使用中并不是很明显，利用分子生物学技术的应用中，展开DNA这种检测，利用这一先进的发明，在有效的探测污水物的传感过程中非常的有利，所以传感器它的运用也比较广泛，不仅可以用于微生物的核酸序列分析，同时还能够用于微量污染物的检测，并且在研究DNA和污染物之间也能够起到相互的作用，也为解释污染物毒性作用机理提供了可能，所以也得到了研究人员的重视。在开发的过程中，还在进行不断的探究，为的就是能够为社会提供更大的用处，这类传感器所涵盖的内容非常丰富，不仅包括了核酸探针固定化的优化，还会对其他的检测进行应用，将技术进行融合之后，得到的图像会更加清晰，这也有利于最终的检测结果使结果变得更加准确。过程比较复杂，这个过程虽然非常的复杂，但是研究人员也在不断的做改进和创新。影响杂交的因素非常的多，但是在这个过程中特别需要注意的就是杂交反应动力学和效率的因素，主要是为了保证这项技术能够高度专一，同时也要具有灵敏度。