張 鵬

(山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司，山西 太原 030000)

引 言

目前，隨著生產(chǎn)、生活對環(huán)境影響的加劇，人類已經(jīng)認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)的重要性，各國均將環(huán)境保護(hù)作為一項重要的工作持續(xù)開展。在開展環(huán)境保護(hù)的過程中，主要通過采用物理或者化學(xué)反應(yīng)的方法對監(jiān)測對象的情況進(jìn)行分析，然后根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的控制措施，但目前所采用的物理或者化學(xué)反應(yīng)的方案均存在著監(jiān)測速度慢、靈敏性差、可靠性不足的缺陷，因此，迫切需要開發(fā)一種新的環(huán)境檢測手段，實現(xiàn)對環(huán)境檢測效果的有效提升。

生物檢測技術(shù)是指利用具有分子識別作用的生物體成分或者生物體本身作為一個信息識別載體，利用分子生物機(jī)理對測試目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的分子層面的信息融合[1]，根據(jù)待測目標(biāo)的反應(yīng)來產(chǎn)生相應(yīng)的分析信號，最終根據(jù)所對應(yīng)的信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)對待測目標(biāo)的測定結(jié)果判定。目前常用的生物檢測器主要包括酶、核酸及抗體。因此，以生物檢測器技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對環(huán)境檢測技術(shù)的提升便成了科學(xué)界重點(diǎn)研究的目標(biāo)。目前以生物技術(shù)為基礎(chǔ)的環(huán)境檢測系統(tǒng)已取得了較全面的發(fā)展。本文對生物檢測技術(shù)在污水內(nèi)汞離子含量檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，基于生物技術(shù)的環(huán)境檢測系統(tǒng)具有檢測速度快、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，具有極大的應(yīng)用推廣價值，能夠顯著提升環(huán)境檢測的準(zhǔn)確性和速度。

1 汞分子檢測原理

該基于生物技術(shù)的對污水中Hg2+檢測的原理如圖1所示[2]。

圖1 基于生物技術(shù)的對污水內(nèi)Hg2+的檢測原理示意圖

由圖1可知，H1、H2表示兩個標(biāo)記分子探針，Helper探針為催化劑分子，當(dāng)污水內(nèi)含有Hg2+時，在催化劑分子的作用下，標(biāo)記分子的信標(biāo)被激活，使其一側(cè)和催化劑分子形成一個雙分子鏈結(jié)構(gòu)，另一側(cè)直接以分子單鏈的形式呈現(xiàn)出來，該側(cè)單鏈分子能夠結(jié)合標(biāo)記分子的單鏈部分，形成一個混合的雙鏈結(jié)構(gòu)，此時，標(biāo)記分子的單鏈部分能夠與另一個標(biāo)記分子的單鏈端相結(jié)合，如此連續(xù)不斷地結(jié)合就能夠形成一系列相互串聯(lián)的雙鏈分子結(jié)構(gòu)。由于金納米粒子在氯化鈉溶液中會產(chǎn)生一種聚團(tuán)反應(yīng)，造成溶劑發(fā)生反應(yīng)而變成藍(lán)色。單鏈分子信標(biāo)則能夠阻礙聚團(tuán)反應(yīng)的產(chǎn)生，因此，如果待測溶液內(nèi)含有汞粒子，則分子信標(biāo)會形成雙鏈結(jié)構(gòu)，阻礙聚團(tuán)反應(yīng)的產(chǎn)生，使溶液不會變色，而當(dāng)待測溶液內(nèi)不含汞粒子時，其會產(chǎn)生聚團(tuán)反應(yīng)，使溶液變成藍(lán)色[3]。

2 不同探針濃度對檢測結(jié)果的影響

由分析可知，利用生物技術(shù)對水體內(nèi)汞離子含量進(jìn)行檢測的方案實際上會受到[3]兩個標(biāo)記分子探針濃度及Helper催化劑[4]分子濃度的影響，因此，為了研究不同濃度對檢測結(jié)果的影響，本文選擇兩個標(biāo)記分子探針濃度及Helper催化劑分子濃度為100、300、500、700 nmol/L條件下對含汞離子的試液進(jìn)行檢測,結(jié)果如圖2所示。圖2中，探針濃度單位nM=nmol/L，A700/A521比值表示光譜在700 nm處的吸收值與在521 nm處的吸收值的比值，比值越大表明對水質(zhì)中汞離子含量的檢測靈敏度越高，用于表示反應(yīng)靈敏性。

圖2 不同探針濃度下的反應(yīng)靈敏性分析

由圖2可知，隨著探針濃度的增加，在反應(yīng)過程中A700/A521的比值從100 nM時的1.52降低到了700 nM時的1.17，表明探針濃度越大在檢測水質(zhì)時對水體內(nèi)汞離子的含量要求越低，檢測精度就越高，隨著探針濃度的降低，對水體內(nèi)汞離子含量的要求不斷提升，檢測精度隨之降低，因此，可通過使用不同濃度的探針實現(xiàn)對水體中不同汞含量的檢測，滿足不同情況下的水質(zhì)檢測要求。

3 生物檢測方法抗干擾性分析

由于實際情況下，污水內(nèi)含有各種各樣的氣體離子，均可能會對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，因此本文對污水內(nèi)最常見的離子含量對該方案檢測可靠性的影響進(jìn)行分析[4]。取一杯蒸餾水，在其中分別加入錳離子(Mn2+)、鈣離子(Ca2+)、銅離子(Cu2+)、鋅離子(Zn2+)、鎳離子(Ni2+)、鎂離子(Mg2+)、鋁離子(Al3+)、鐵離子(Fe3+)、鉻離子(Cr2+)、鎘離子(Cd2+)、鉛離子(Pb2+)，各離子濃度均為100 nmol/L，汞離子濃度為10 nmol/L，分別將其加入到檢測體系內(nèi)，觀測是否對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，結(jié)果如圖3所示。其中，A0表示樣本內(nèi)的A700/A521，A1表示樣本內(nèi)的A700/A521。

由圖3可知，雖然各種離子在待測液體內(nèi)的含量均為汞離子的10倍左右，但A0-A1最大約為0.03，而含有汞離子的兩個樣本的A0-A1值均在0.6左右，為其他樣本結(jié)果的200倍，因此表明了該生物檢測技術(shù)對汞離子具有極強(qiáng)的選擇性，具備很強(qiáng)的抗干擾能力，能夠滿足各種條件下的檢測要求，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖3 生物檢測的抗干擾性結(jié)果

4 結(jié)論

針對目前采用的物理或者化學(xué)環(huán)境檢測方案已經(jīng)無法適應(yīng)快節(jié)奏的環(huán)境檢測要求現(xiàn)狀，本文提出了基于生物技術(shù)的環(huán)境檢測系統(tǒng)，以生物技術(shù)對污水內(nèi)汞離子含量檢測為例，對生物檢測技術(shù)的檢測原理、精確性和抗干擾性進(jìn)行了分析。

1) 探針濃度越大檢測精度就越高，濃度越小其檢測精度隨之降低，因此可通過使用不同濃度的探針實現(xiàn)對水體中不同汞含量的檢測，滿足不同情況下的水質(zhì)檢測要求。

2) 生物檢測技術(shù)對特定檢測項目具有極強(qiáng)的選擇性，具備很強(qiáng)的抗干擾性，能夠滿足各種條件下的檢測要求，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。