环境监测中现代生物技术的应用
时间：2021-01-29 08:00:45 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要：随着生物技术发展速度的不断提升，在环境科学内以现代生物学为基础的新型技术得到了大量地应用。在环境污染物处理方面这种技术具有较快的处理速度、较高的工作效率及较低的消耗与成本等特点。本文主要对现代生物技术的概况及生物芯片技术与生物传感技术的应用进行了分析与探究。
关键词：环境监测；现代生物技术；应用；概况；生物芯片技术；生物传感器
随着科学技术的不断进步及生物学、信息学及计算机技术在环境监测领域的大量引入，促使我国环境监测工作得到了极大的发展。自上个世纪50年代，美国科学家沃森和英国科学家克里克用X-衍射法了对遗传物质基础核酸结构进行充分了解后，便开始了一段新的篇章，从细胞水平转向了分子水平，并开始进行生物规律定量的研究。随着科技的不断进步及在环境监测内不断渗透物理学和化学知识，促进环境监测工作得到了极大的进步。现代生物技术作为环境监测工作开展的重要技术，为环境监测工作的发展提供了强有力的保障。
1 现代生物技术的概况
随着生命科学、环境等学科发展速度的不断加快，环境监测技术也得到了极大的发展。现代生物技术作为环境监测的主要技术，其监测水平的高低将直接影响到环境监测的精确度。现代生物技术也叫做生物工程。在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。其特点主要包括以下几点：（1）可以将物种之间的界限打破。在传统观念中，遗传育种过程中如物种亲缘关系较远，进行杂交成功的可能很小。更无法做到动物与植物之间的结合、细菌与动物之间的结合。但基因工程可以将这些都变为现实，可以打破交配的障碍；（2）可以遵循人的意志、目的对生物遗传特性进行定向改造，甚至进行新物种的创造，改变整个生态环境，影响到人类的进化过程；（3）这种技术可以在遗传物质核酸上直接进行操作，进而新生物类型创造的速度也越来越快。因为现代生物技术的特点，已经成为世界各国专家研究的焦点问题。近年来，这项技术在环境监测中已经取得了不错的成绩。本文主要对环境监测中现代生物技术的生物芯片、生物传感两种技术进行了分析与探究。
2 环境监测中生物芯片技术的应用
生物芯片技术主要利用缩微技术，按照分子之间特异性的互相作用，将生命科学领域内不连续的分析过程集成硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统，进而达到准确、快速、大信息量对细胞、蛋白质、基因与部分生物组分的检测。选用光导原位合成方式及微量点样方式进行生物芯片技术的应用。这种技术具有高通量、微型化及自动化的特点，生物芯片上大量高度集成的分子微阵列具有较高的密集型，可以通过较少的时间进行大规模生物分子分析，确保工作人员可以及时快捷地进行生物信息样品的获得，这种技术相比传统检测方式，其具有极高的效率。继大规模集成电路后生物芯片将成为重要的科学技术革命。按照不同芯片上的固定探针，可以将生物芯片分为不同的种类，如基因芯片、蛋白质芯片等。按照生物芯片技术的工作原理，也可以将其分为不同的类型，如元件型微阵列芯片等。
现阶段在环境监测中的水质控制、病原细菌瞬时检测等方面生物芯片技术已经得到了广泛地应用。目前生物芯片已经可以对公共饮用水内的微生物改变进行实时监测，Rhode Island大学研发出可以对水中的沙门氏菌与大肠杆菌进行瞬时监测的一种生物芯片技术。细菌检测与鉴定系统的建立可以通过DNA芯片进行，这种方式可以对细菌的种类、浓度进行及时监测，并通过将大量的寡核苷酸探针增添到芯片上可以增强本系统的精准度、扩展其检测范围及提高其鉴定能力。
3 环境监测中生物传感技术的应用
随着科学技术的不断进步及生物技术的快速发展，作为一个逐渐形成的新型科技领域，生物传感器是一种具有特殊性的化学传感器，是通过结合生物感应元件的专一性和一个能够产生和待测物浓度成比例的信号传导器的分析装置。生物传感技术的工作原理主要取决于生物敏感元件和待测物质之间的作用，利用这种方式，可以将待测对象冲电子组分内检测出来并进行可测量电子信号的转变。
生物传感技术具有以下几个特点：第一，产生的生物学反应具有特异性及多样性，因此可以进行全部生物物质检测传感器的制作；第二，这种技术相比其他生物技术，操作过程中无需进行试剂的添加，因此具有操作简单、快捷及精确的特点，同时还可以进行多次应用；第三，这种技术可以进行不间断地分析及联机工作。
环境监测水体内的BOD、有机磷、酶及NO3-。通过生物传感技术进行BOD测定仪的制作，这件仪器可以对水中BOD含量进行直接测量。溶液、有机介质内的酶类化合物的件检测可以通过酶电极安培传感器进行准确检测，生物催化剂可以通过不同的NO3-还原酶进行制作，水中NO3-含量的测定可以利用电流测量的生物传感装置进行测定。
在环境监测中生物传感技术也要进行大气内二氧化碳、二氧化硫等含量与浓度进行分析。点位传感器的制作可通过自养微生物与氧电极进行有效制作，起到多种离子、与挥发性酸的抗干扰作用，并对大气环境内二氧化碳含量进行不间断自动在线分析，这种技术具有较高的灵敏度。安培型生物传感器的制作主要硫杆菌属与氧电极进行有效制作，这种设备可以进行酸雨酸雾样品内二氧化硫含量的检测，微生物传感器主要通过多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌及氧电极合成，可以对样品内亚硝酸钠含量进行测定。
4 结束语
综上所述，随着我国科学技术的不断进步，在环境监测工作中，因生物材料及技术问题在环境监测中现代生物技术的应用还存在一定的局限性。基于此，相关工作人员必须根据实际环境特点，选择与之相适应的监测技术，才能更好地提升监测的质量，这也是环境监测的重点内容。作为环境监测的重要技术，现代生物技术在环境监测中得到了大量地应用。在监测中应严格遵循相关技术要求进行监测，只有这样才能确保监测的精确度。
参考文献：
[1]王明泉，王晓珊.生物芯片技术及其在环境科学领域的应用[J].环境科学与技术，2007（05）.
[2]周仕林，刘冬.生物传感器在环境监测中的应用[J].理化检验（化学分册），2011（01）.
[3]赵宇先，石庆兰.生物传感器的应用研究[A].农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C].2005.
