生物传感器技术在环境监测中的应用

生物技术在环境监测中的应用

摘要:当前，中国的环境监测生物技术发展迅速，能用于诸多方面。但是在环保观念日益增强的今日，社会对环境评估的全部性和准确性的需求也日益增高，这就需求建立一个归纳的、多手法的、多参数的环境监测系统以完成快速、高效、准确地对环境情况作出全部的评价。

关键词：环境监测；生物监测技术；应用

引言

随着社会的快速进步，人口急剧上升，导致环境受到污染的问题越来越严重，保护环境、治理污染问题已经变成当今社会发展的重要课题[1]。通过采取先进的监测方法以及设备全面的分析给环境带来污染的物质，属于经常使用在环境监测中的方式。但是，随着不断加深认识环境污染，人类生活健康以及生物群在很大程度上受到环境污染的影响。如果仅仅借助理化环境监测不能将污染物体对生态系统以及生物体影响的程度全面反映出来。所以，在环境监测领域中运用生物监测技术，分别从各方面研究环境污染物体带来的危害，生物监测技术已经广泛的应用在环境监测中且受到各方人士的认可。

一、环境监测的意义

中国环境监测软硬件建造都得到了较大的加强，对监测各种环境污染因子形成了必定的监测能力，对强化环境管理起到了积极的效果。可以看出环境管理以监测数据为根底，离不开环境监测的技术监督和支持。若没有环境监测，就无法管理，更谈不上科学管理理。环境监测是把握污染意向和防止污染危害的重要环节，是环保作业的“尖兵”，对加强环境管理、制定环保方针和法规、推进经济建造有重要意义。

二、环境监测的不同生物应用方法

1、生物传感器技术

随着现代学科范畴的不断拓展，各个学科之间不断出现交叉和交融，其体现就是以DNA重组技能为代表的现代生物技能正不断的在环境监测范畴中得到广泛的使用，形成了一个新的现代生物监测技能分支。在现代生物环境监测职业中，现阶段被广泛选用的是一种将生物反响转化变成电信号的生物传感器技能。

生物传感器技能的基础是固定化细胞核和固定化酶技能，在其间选用生物学元件作为功能性辨认元件，在对被测物进行辨认和感知之后将其依照必定的规则转化变成可以被辨认的电子信号，再经过电子信号设备及设备来对其进行控制。生物传感器的作业原理可以归纳为：生物组分在和被测方针发作相互效果后，经过电子元器件的选用来将被测方针检出，然后将其转化变成可以被检测到得电子信号。

生物传感器在环境监测中的应用

摘 要：本文对生物传感器在环境监测中的发展和生物传感器的分类作了概述，然后就生物传感器在水环境监测和大气环境监测中的应用作了论述。

关键词：生物传感器；环境监测；水环境监测；大气环境监测

随着我国工业化的迅猛发展，环境污染成为了社会和经济发展的突出问题，而作为环境保护的重要一环，环境监测的重要性不言而喻。环境监测能够有效的将环境污染准确、定量的展现出来，进而为环境保护决策提供可靠的数据。但是由于传统的环境监测方式存在数据生成较慢、仪器昂贵、操作难度较高等问题，因此发展监测速度更快、成本更低廉、更易操作的环境监测方式成为环境监测发展的方向。生物传感器恰恰能有效处理了传统环境监测方式的缺点，由于生物传感器相对于传统的监测方式具有监测速度更快、成本更低廉、更易操作等优势，因此，生物传感器在环境监测中现在已经得到了越来越多的关注，并且其在环境监测中所取得的成就已经得到国际和国内专家的认可。生物传感器是以固定化细胞核和固定化酶技术，用生物学元件作为识别元件，感知被测物并将其转变成可识别的信号的装置。其基本原理是通过生物元件感受到目标信息，生物元件感受到目标信息后，再将目标信息转变为电等识别信息，进而获得目标信息的状况。生物元件通常可以使用细胞和酶及其组成部分来充当，目标信息转化器件通常有电导率式、热传感式等。

生物传感器最初产生于上世纪六十年代，当时，Clark等科研人员用酶作为电极，并将其应用到检测中[1]。至此以后，各种酶电极相继出现。继Clark等人研究出酶电极以后，Updike等人将铂电极应用到酶中。此项应用标志着生物传感器的诞生。进入七十年代以后，随着微生物学的发展，产生了与微生物相关的电极，微生物电极在八十年代获得了突飞猛进的发展。九十年代随着计算机和互联网技术的发展，使得生物传感器的发展进入一个新的台阶。

一、生物传感器的分类

生物传感器按其接受信息的生物体可分为酶传感器、微生物传感器、组织器官传感器、细胞器传感器、免疫传感器、DNA传感器。

浅谈环境监测中的生物传感技术应用

摘要：随着经济的快速发展，人们的生活和工作理念发生了重大的变革。低碳经济理念逐步盛行，环境管理工作由此面临着更为严格的要求。环境现场数据的在线监测与分析成为当前环境监测部门所关注的重点。在传感技术逐步成熟的基础上，传统的取样——化验——数据采集方法以逐步被人工智能监测方法所取代，环境数据的监测收集效率和数据有效与精确度均有较大提升。而在环境监测中应用生物传感技术，能够使及时发现环境污染以及对环境问题进行监督的全过程得到有效简化，可以说，应用生物传感技术的环境监测方法将成为日后环境监测工的主流工作方法。

关键词：环境监测；生物传感技术；应用

中图分类号：tu9文献标识码：a文章编号：

生物传感技术在生物传感器的基础上得以实现，该技术利用生物传感器的高灵敏度对环境中不同类别的污染物浓度进行实时监测，且与传统监测方法相比具有诸多优点，例如监测工具体积较小，环境监测过程相对简单快捷，同时还能为原位在线监测提供支持，应用价值极为强大，发展空间极为广阔。笔者在文中浅谈了环境监测中的生物传感技术应用，希望有所指导和帮助。

1 生物传感技术原理概述

生物传感器是化学传感器中较为特殊的一类，它通过对生物感应元件的专一性加以利用，并和能够产生与待测物质浓度成比例的信号传导器相结合。其工作原理主要由待测物质与生物敏感元件两者之间相互作用所决定，在此种作用下，电子组分能够检出待测对象并将其转化为可测量的电子信号。当待测物质扩散并进入固定生化物敏感膜时，经过分子识别，继而发生生物学反应，有相应的物理或化学转换器将所得信息转化为可处理和可定量的电信号，由仪表对此信号作二次放大和输出，经电子计算机处理后，检测所产生信号的程序即为完成。基于此，待测物质的分类与浓度数值得以确定。

2 在监测废水水质过程中生物传感技术的应用

随着经济的快速发展，环境污染问题日益严重。而监测废水水质对于污水处理厂来说已成为一个普遍存在的难题。究其原因，首先是水环境中包含了各种各样的污染物，相互交融，具有极为复杂的成分，同时其含量具有明显的痕量特征，这就要求污水处理厂采取高效、合理的措施对污水成分进行提取、分离、富集和分析，而对其全过程实施在线监测往往具有一定的难度。随着近年来生物传感技术的不断发展和应用，废水水质生物处理过程的在线监测工作得到了有力支持，并且实现了自动化、智能化监控。例如将生物传感器应用到高级环境监测系统以后，可以对废水中所涉及的环境污染物进行检测，对于细胞膜生物传感器来说，其中的脂双层构造中包括有疏水区能够有效地选择系统所运输的各类物质，在此环境下细胞能够对相应的物质加以提取，其生理效应得到良好发挥，再行利用信号转换器对其进行测定。除此之外，还可选择各类自动装置来促进生物传感器使用性能的进一步发挥，使生物传感器的敏感度和重复检测水平得到有效提高。此类生物传感器对于工业废水处理过程以及地下水质量的监测均较为适用。

生物传感器的原理及其应用

随着科技的不断发展，越来越多的新型技术得到了广泛的关注和应用。其中，生物传感器就是一种备受瞩目的领域。生物传感器是将生物分子、细胞、组织等生物材料作为信号转换器，通过转化生物特定的分子识别事件为电、光、声、热等可测量信号的一种装置。生物传感器的原理非常简单，但是其应用领域却异常广泛。下面我们来详细了解一下生物传感器的原理及其应用。

一、生物传感器的原理

生物传感器是一种将生物分子、细胞、组织等生物材料作为信号转换器的研究装置。利用生物分子与分析物的特异性反应，转换生物中指定的分子识别事件为可测量的信号（光、电、声、热等），从而实现对分析物的监测和分析。

通常情况下，生物传感器包括生物感受材料、转换装置和信号处理装置。生物感受材料是生物传感器的关键部分，其主要功能是充当生物分子与分析物特异性反应的膜片或支架，进行特异性识别和结合。转换装置则将特异性结合事件转换为电、光、声和热等信号进行检测，从而确定被检测分子的浓度。信号处理装置则负责对检测到的信号进行放大、滤波、处理及数据分析，输出正确、准确、稳定的信息。

二、生物传感器的应用

生物传感器具有高灵敏度、高选择性、实时检测、非破坏性、无污染等优点，可以广泛应用于医学、环境、食品、生命科学等领域。

1.医学应用

生物传感器在医疗领域的应用非常广泛。例如，可以用于肿瘤标志物的检测，通常采用单克隆抗体对肿瘤标志物进行检测，具有较高的灵敏性和准确性，并且可以实现快速和便捷的检测。另外，生物传感器还可用于检测葡萄糖水平，这对糖尿病患者来说非常重要。

2.环境应用

生物传感器在环境监测中也有广泛的应用。例如，污染物的检测，通过监测大气中的有毒气体和微量元素来判断空气质量，这对保护人们的健康非常重要。此外，生物传感器还可用于检测土壤和水体中的有害物质。

3.食品应用

生物传感器可以广泛应用于食品质量检测中。例如，可以用于检测食品中的致病微生物和其它有害物质。这对保证食品的安全非常重要。