现代环境分子生物监测技术文献综述.doc

《现代环境分子生物监测技术文献综述.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、环境分子生物监测技术文献综述摘要环境分子牛物监测技术是环境监测领域的最前沿技术，具有快速、便利、特异性高等优点，因此具有广阔的应用潜力。本文简要综述了牛物传感器、聚合酶链式反应技术（PCR）、牛物芯片技术、酶联免疫吸附技术（ELISA）的基本原理和在环境监测中的应用，环境分子牛物监测技术而临的问题及其展望。关键词环境监测；分子生物技术；生物监测；牛物传感器；聚合酶链式反应技术（PCR）:牛物芯片；酶联免疫吸附技术（ELISA）1冃IJs环境监测的H的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染控制、和环境规划提供科学依据。随着工业、农业的扩大，能源、交通的发展

2、，环境污染呈现岀污染FI益严重，污染因素H益增多、复杂化的趋势。传统的化学、物理监测采取定期采样方式，只能反映采样吋的瞬吋污染物浓度，不能反映污染物对环境和牛物的长期作用和变化，牛物监测恰好能够完美解决这一问题。牛物监测是环境监测的重要手段Z-o20世纪90年代以后，细胞牛物学和分子牛物学两大领域迅速发展，电子信息科学技术的突飞猛进，加上环境污染对牛物的危害己经深入至细胞甚至DNA水平，环境污染监测逐渐由宏观向微观领域研究深入，H益完善的分子牛物技术被应用于牛物监测，在分子水平上研究牛物在环境屮对污染物的吸收、积累、迁移、反应，及产牛抗性的过程和机理，从而为环境治理、修复和污染控

3、制提供更迅速、更灵敏、更准确的科学依据，使牛物监测进入一个崭新的发展时期。2分子生物监测新技术综述2.1生物传感器2000年学者王建龙介绍了牛物传感器是以固定化的牛物敏感材料如酶、微牛物、抗原或抗体等具有牛物活性的物质作为识别兀件，与适当的物理转换元件结合，将被检测物质的物理、化学性质的变化转化成电信号，并通过信号放大装置放大而实现对被检测物质的定量测定的仪器。牛物传感器由分子识别部分（敏感元件）和转换部分（换能器）构成。分子识别部分（敏感元件）是由对待测物质有高选择性分子识别能力的膜构成，决定牛物传感器的功能和质量，依所用材料可分为酶膜、细胞膜、免疫膜、细胞器膜等；转换部分（换

4、能器）是将识别元件上进行的牛.化反应屮消耗或牛.成的化学物质,或产牛的光或热等转换为可用信号，并呈现-•定的比例关系，信号处理方法根据牛物活性元件的变化有不同方法，包括电流检测电极法、电位检测电极法、膜电位法、压电元件法、电导率法、热敏电阻法等。2001年学者王建龙提出牛物传感器根据分子识别部分采取的敏感物质的不同可分为:免疫化学传感器、酶传感器、微牛物传感器、组织传感器、细胞传感器、DNA传感器等。2001年清华大学张悦等人研制的新型BOD牛物传感器，可在20分钟内快速实现BOD的测定，从而实现传感器小型化和一次性使用。2.2聚合酶链式反应技术（PCR）2009年学者赵晓祥介绍

5、了聚合酶链式反应技术（PCR）原理，即在一定的反应条件下，根据碱基互补配对的原理，由高温变性、低温退火及适温延伸等步骤为一个周期循环进行DNA复制，使特异DNA片段的数量迅速扩增百万倍以上，从而增大DNA检测的简易程度，并通过凝胶电泳、荧光等技术手段显现扩增结果；并提出聚合酶链式反应技术（PCR）具有五大优丿兄灵敏性、精确性、特界性、安全快速性、动态性。2012年南开大学魏春花认为荧光定量PCR技术不仅克服了使用凝胶电泳等常规PCR的不足，而且具有灵敏度高、特杲性和可靠性更强、能实现多重反应、口动化程度高、无污染性、具有实吋性和准确性等特点；并介绍了荧光定量PCR技术在环境领域的

6、应用，包括用来检测地表水和饮用水屮致病细菌的含量、赤潮藻的鉴定和定量检测、环境激素五氯酚的检测等。在大气监测屮，2000年学者陈维出等应用PCR技术对空调冷却塔水与空气军团菌进行检测的时间仅需6小时到1天。2.3牛物芯片技术2006年学者邓荣等介绍了牛物芯片技术一一•种将牛物学、物理化学、计算机技术、微电子机械技术等有机结合的新兴牛物技术，其原理是通过光导原位合成或微量点样等方法，将大量的牛物大分子如核酸片段、多肽分子、组织切片或细胞等牛物样品有序地固化于玻片、硅片、聚内烯酰胺凝胶、尼龙膜等支持物的表面，组成密集二维分子排列,然后与标记好的待测牛物样品屮靶分子杂交，通过特定仪器对

7、杂交信号的强度进行快速、高效的定性和定量分析，从而判断样品屮靶分子的数量。邓荣认为在环境保护丄，牛物芯片有着广泛的用途：一方面可以快速检测污染微牛物或有机化合物对环境、人体、动植物的污染和危害，另一方面也能够通过大规模的筛选寻找保护基因，制备防治危害的基因工程药品或治理污染源的基因产晶2010年学者夏俊芳认为牛物芯片根据芯片上固化的牛物材料的不同主要分为：基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片、神经九芯片等。H前最成熟的牛物芯片是基因芯片，将成千上万的核酸片段高密度地以i定排列