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1、学院:专业:学号:天津理工大学现代生命科学与生物技术论文自动化学院满德虎检测技术与自动化装置103120311指导教师:黄磊现代生物技术在环境检测中的应用满德虎（天津理工大学自动化学院，检测技术与自动化装置，103120311）摘要介绍6种应用丁•环境检测的现代生物技术类型和技术原理。主耍包括生物酶技术，金标免疫速测技术，PCR技术，生物发光检测技术。生物芯片技术和生物传感器。综述了国内外相关研究的进展。分析及探讨了这些技术的优点和存在的不足。现代生物技术应用于环境检测具有简单，快速，灵皱•原位，高通量的特点。有着诱人的应用前景。对环境保护具有深远的意义。关键词：环境检测；现代生物技术；分析化

2、学1引言随着生命科学、环境、新材料等科学的发展，生物学、信息科学、计算机技术的引入，环境污染分析手段进入了一个新的发展阶段。分析研究对象越來越多地选择了DNA.蛋白质、手性药物和环境毒物等与生命活动相关的物质。分析研究体系由简单转向复杂，分析研究层次进入了单细胞、单分子水平和立体构象，隶属于分析化学的环境检测与整个分析化学的发展趋势相一致。生物测定技术以其简单、快速、灵敏、特异性强、样品量少等优势而得到迅速发展，应用生物酶技术、免疫技术、PCR技术、生物荧光标记技术、芯片技术、生物传感器等现代生物技术进行环境检测，已经成为国内外科学工作者研究的热点。本文介绍了6种现代生物技术在环境检测中的应用

3、。2生物酶技术2・1生物酶抑制技术生物酶抑制技术是利用环境污染物，如农药、重金属等在体外对特定酶具有抑制作用的原理，加入该酶催化的底物（显色剂），显色剂是否显色以及显色程度反应了酶是否受抑制以及抑制的程度，以此来判断检测环境污染物是否存在以及含量的多少。目前，国内外开发了建立在显色反应基础上的酶片、酶标签等速测产品，酶片便携、易操作的优点，使其成为较好的农药在线检测技术。美国堪萨斯一研究所开发出一种称为农药检测器的“酶标签（EngymeTiehet）,这种酶标签对乙酰胆碱酯酶（AchE）的抑制灵敏，可用于测定水中有机磷和氨基甲酸酯类农药，检测限为0.1—10mg/kg。中国台湾农业试验所郑允博

4、士利用敏感的家蝇脑AchE建立生化法（即酶法），并研制出与此法相兀配的专用分光光度计、专用软件，用于测定蔬菜中的有机磷等剧毒农药，灵敏度为mg/kg级。近来，上海交通大学、上海昆虫研究所研制出简易、快速检测有机磷农药的酶片和生色基质片，灵敏度为0・1〜10mg/kg。重金属对土壤酶（服酶、H：0：酶、转化酶）的活性有一定的影响，利用土壤酶对重金属的敏感性，以酶的各项指标作为重金属的污染指数是可行的。Si11anp等报道了利用重金属与EDTA或DTPA络合后对荧光酶的抑制作用，以荧光菌放射荧光强度大小检测土壤中的重金属。随着酶源的开发新的酶源取材方便、制备容易廉价。基于酶抑制技术及其反应原理而发

5、展起来的固定化酶快速检测技术、生物传感器快速检测技术、酶联免疫检测技术等也取得了飞速的发展。其屮酶固化技术不断提高，国际专利Wo92/21779是一项采用I古I定化乙酰胆碱酯酶对农药残留快速测定的新技术，通过把酶固定在一种特殊的、不会和其活性部位发生反应的载体上面，不仅可以排除杂质对酶活性的影响，使灵敏度提高100倍以上，而且还增加了酶的稳定性。2・2酶免疫测定技术酶免疫测定技术是生物酶技术、免疫技术应用于环境检测领域的一门新技术，主要依据抗原和抗体之间的特异性反应来进行以环境污染物作为抗原，免疫动物获得特异性抗体，该抗体与抗原在动物体外也可以进行特异性的反应，引入一种酶作为示踪物，常用辣根过

6、氧化物酶等以揭示微量抗原与抗体的免疫学反应进行情况。其屮酶联免疫吸附测定技术（ELISA）使用最广泛，它将具高度特异性的抗原抗体反应结合酶对底物的高度催化效应，对受检样品中的酶标免疫反应的实验结果采用现代光学分析仪器进行光度测定。在ELISA检测过程中，酶催化具有高度的放大作用，许多种酶分子每分钟能催化牛成10分子以上的产物，使测定更为灵敏、准确，检测极限达0・01〜0•lmg/kgo目前，国内外已报道了杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药以及多氯联苯、抗菌素等污染物的酶联免疫分析方法，其屮用于现场快速分析的酶联免疫试剂盒已商品化。Brumme1报道了一种光纤传感器，该传感器以竞争性免疫为理论基础，以

7、荧光酶作底物，对环戊二烯类杀虫剂的检测极限达/〜g/kg级;Harris介绍了抗体与大分子蛋白或微小的有机配体相络合用于对环境中化妆品、食物屮有机污染的检测。将ELISA应用于对特定微牛物的跟踪检测和菌种的鉴定和量化，其灵敏性可与PCR技术相比，免疫荧光技术与激光共聚焦扫描相结合特别适用于对复合的环境样品的检测。Hammock等报道了以竞争性免疫技术和非竞争性免疫技术，通过酶的级联放大检测环境中高