浅谈生态环境监测技术发展

生 物 传感 器 （ Ｂ ｉ ｏ ｍ ａ ｋ ｅ ｒ ｓ ） 生 物传感 器是 一种特殊 的化学 传感器 它是 生物 传感 元件特异 性的使用 和 分析 装置 的信号转 导与分析 物浓 度的组合 比例 。 不像其 他 的传感器是 生物传 感 器是 基于 生物 成分 的主要 功 能成分 ， 从 生物 敏感材 料 ， 是生 物技 术与 微 电子 技 术相 结合 的产 物 。 近 年来 ， 生物 传感器 应用 环境 监 测也 较为普 遍 。
城 乡与 环境
浅 谈 生态 环 境 监 测 技 术 发 展
曾文 学
（ 深圳 市宝 安 区环境 监 测站 广东 ． 深圳 ５ １ ８ １ ０ １ ） ［ 摘 要］ 随着 日益严 重的 环境污 染 现象 ， 环境 监 测部 门面 临着严 峻 的挑 战。 而生物 监测 是利 用生命 有机 体对 污染 物的种 种反 应来 测定 环境所 受 污染 的程度 。 本 文根 据 笔者 多年 从事环 境 监测 工作 的经 验 ， 对生 物监 测 技术 的发展 进行 阐述 ， 供 同行借 鉴参 考 。 ［ 关键 词］ 环 境监 测 ； 生 物监 测 ； 技 术发 展 中图分类 号 ： Ｘ８ ３ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） １ １ —０ １ ８ ９ — ０ ｌ
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（ 一 ） 工 作 原 理
生 物传感器 的主 要工作 原理是 ： 酶、 抗体 、 核酸 等生物组 分与待 测对象 发生 相互作用 ， 通过 电子组分将待测对象检出并转化为可测量的电子信号 （二 ） 种 类 生 物传感器 根据分 子识别 元件上所 用 的敏感 物质 可分为酶 传感器 、 微生 物 传感器 、 组 织传 感器 、 细 胞 传感 器 、 免疫 传 感器 和Ｄ ＮＡ 传 感 器等 。 （ 三） 在 环 境 监 测 中 的 应 用 实 例 生 物传感 器 在环 境监 测 中应用 较广 ， 现仅 举几 个有 代表 性 的例子 。 （ １ ） Ｂ Ｏ Ｄ生物 传感 器 属于 微生物传 感器 。 Ｂ Ｏ Ｄ 生 物传感 器以微生 物的单一 菌种或 混合菌 群作为 Ｂ Ｏ Ｄ 微 生物 电极 。 由于水 中Ｂ Ｏ Ｄ 物质 的加入 或 降解代谢 的发生 ， 导致 水 中的微 生物内外源呼吸方式的变化或转化 ， 藕连电流强弱信号的改变， 在一定条件下 传 感器 输 出的 电流 值与 Ｂ ＯＤ 的浓 度 呈线 形关 系 。 用于 制作 Ｂ Ｏ Ｄ 生物 传 感器 的
三 生物 免疫 检 验 （ Ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｍ ｍ ｕ ｎ ｏ Ｔ ｅ ｓ ｔ ） 生物免疫 检验 是利用特 定的生抗 原或抗 体反应 ， 检 验分析环境 物质 的生物 毒 陛。 该 方法具 有灵敏 、 特异 、 快 捷、 实 用和 经济 等优 点， 而被广 泛应用 于环境 污 染 物 的监控 。 其 中以酶联 免疫 吸 附法 试 验应 用较广 。 酶联 免疫 吸附法 （ Ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ Ｌ ｉ ｎ ｋ ｅ ｄ Ｉ ｍｍｕ ｎ ｏ Ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ Ａ ｓ ｓ ａ ｙ， Ｅ Ｌ Ｉ Ｓ Ａ） 的基 础是 抗原 或抗体 的固相化及 酶标记 ， 结合在 固相 载体表 面 的抗 原或抗 体仍保 持 其免疫 学涪 陛， 酶标记 的抗原 或抗体 既保 留其免疫学 涪 睦 Ｅ ， 又保 留酶 的＇ 浯 陛 在 测定 时 ， 受检 标本 与 固相 载体 表面 的抗原 或抗体 起反 应 ， 通过洗 涤使 固相 载体 上形 成的抗原 抗体复合 物 与液体 中的其他物 质分开 ， 再 加入酶标 记 的抗 原或抗 体， 也通 过反 应而结 合在 固相 载体上 ， 此时 固相上 的酶量 与标本 中受 检物 质 的 量呈 一定的 比例 。 加 入酶反 应的底 物后 ， 底 物被酶 催化成有 色产 物， 产物 的量 与 标本 中受 检物质 的量直 接相 关 ， 故可根 据呈 色的深 浅进 行定性 或定 量分 析 。 由 于酶 的催 化效率 很高 ， 间接地放 大 了免 疫反 应 的结果 ， 使 测定方 法达 到很 高的 灵敏 度 。 Ｅ Ｌ Ｉ Ｓ Ａ可 以用来 检测 环境 中的微 生物 、 毒素、 残 留农药 等 ， 具有灵 敏度 高 、 简单实用 等特点 。 李 方实（ ２ ０ ０ ３ ） 等［ １ 】 建立 了测定 水 中异 丙隆 的酶联免疫 吸 附法 ， 作为异丙 隆抗血 清和酶标 物 的半 抗原（ ？ 和？ ） 的活性都 很高 。 灵 敏度 为 ， 最 低检 出 限为 ， 常用 的 ｌ ６ 种取 代脲 类 除草剂 的交叉 反应 率低于２ ． ２ ％， 不干 扰测定 ， 水 样 可不经 过分 离提 取直 接 测定 。 四． 污 染物 的致癌 致畸 致突 变性 监测 由于大量 污染 物对人体 具有潜在 的危 害， 近年来 生物 的／ 三致（ 致癌 致畸致 突变性 ） ０ 监 测 技术 得 到 了很 快 的发 展 ， 如 微 核技 术 。 微 核 技术 （ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ｕ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ） 又称ＭＣ Ｎ方法 ， 是 一种染 色体 损伤 的快 速生 物检 测方法 。 １ ９ ８ ０ ￣， Ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ 和Ｒ ｉ ｚ ｚ ｏ ｎ ｉ ￣立了蚕豆次生根尖微核试验系统 １ ９ ８ ２ 年， 美国西伊利诺 斯 大学 Ｔ ｅ －Ｈｓ ｉ ｕ Ｍａ 教授 利 用美 国紫露 草 （ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｔ ｉ ａ Ｐ ａ ｄ ｕ ｄ ｏ ｓ ａ ） 为测 试 材 料， 建立 了利用植 物微核 监测环境 污染 的新方法 。 目前 ， 利用 紫露草 、 蚕豆 根尖 、 紫竹 梅等 监测海 水 、 淡水 、 工 业污水 ， 建立 了不 同的测试 系统 ， 提供 了相 关可 靠 的数据 。 蚕 豆次生 根尖微核 技术是一 种 以染 色体断 裂及纺锤 体损伤 为测试 终点 的植物微核监测检测方法。 由于断裂后的染色体不具着丝点， 到细胞分裂末期， 断片 流失在 细胞 质 中成为微 核 。 实验 证明 ， 环境诱 变 因子 的强弱 与诱 发的微 核 率成 正 比， 因此 可 以用 微核 大小 来表示 诱变 因子 的强弱 。 利 用微核 技术 监测 水 质污染 有 以下优 点 ： 灵敏 度高 ， 可靠 性强 ， 精 确度高 ， 技术 简 单 ， 易 于操 作 ， 实用 性强 。