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生物检测技术在铅污染中的应用

         铅是一种常见的污染物, 对所有的生物体, 包括人体、动物体、植物体都有很大的危害性, 甚至是土壤、水源等环境因素都有一定的危害, 因此, 检测这些物质中的铅含量成为一项重要的技术。经过多年的发展, 已经形成了多种铅检测技术, 这些传统的铅检测方法可以分为三类, 分别为物力检测法、化学检测法和生物检测法。检测技术包含光谱检测、电泳仪、液相色谱检测、双硫腙对比法等, 这些检测方法检测的在检测的准确度上有一定的优势, 准确性极高, 但是检测过程复杂、费用高, 在实际应用领域难以展开。为解决这一问题, 相关方面的研究专家一直在研究成本低、高效、实用的新的检测技术, 在此背景下, 生物化学技术应运而生。生物检测技术拥有诸多优势, 弥补了原有的检测的技术的缺点, 在研究和实践领域得到了广泛的认可。生物检测技术包括核算检测技术、免疫检测技术以及超分子铅离子生物化学传感检测技术。本文将对这三项技术进行深入的分析对比。

      1、免疫检测技术

        免疫检测技术是一种以抗原、抗体之间的特异反应为基础搭建起来的生物化学分析方法, 与其他检测方法相比具有良好的灵敏度和特异性, 易于观察检测结果, 不受其他条件干扰, 检测结果准确。该方法根据抗体种类的不同可以分为单克隆抗体免疫检测法和多克隆抗体免疫检测法, 目前成熟的检测技术有酶联免疫分析和荧光偏振免疫分析两种方法。

       1.1、酶联免疫法

        酶联免疫法属于单克隆抗体检测法, 这种方式通过合成铅离子抗原来免疫小鼠, 该技术的关键就在与获得铅离子抗原以及其铅离子的特异性抗体。特异性抗体需要经过特殊的技术获得一种叫做“铅离子-双功能螯合剂”的大分子复合物, 然后将这种分子复合物与载体蛋白结合起来进行化学反应获得铅离子免疫原性。将该免疫原性在小鼠体内注射之后将抗原分离出来, 有了抗原就可以检测铅含量。研究者通过研究取得了铅离子的单抗体2C12, 该抗体可以用于液体中的铅检测。研究者还将2C12这种抗体与多种螯合剂进行结合, 发现加入铅离子后2C12与PB (Ⅱ) -CHXDTPA符合的亲和力明显上升, 比加入其它离子时提高了25倍, 并且铅离子在提高这两种物质亲和力方面是唯一的金属离子。此外, 通过竞争性检测方法检测的结果是, 2C12对在液体中检测铅离子具有极大的有效性。

        1.2、荧光偏振免疫法

        荧光偏振免疫法主要是依据样品中的铅离子与过量的螯合剂的溶液反应, 检测该复合物与已知浓度的复合物对比检测多克隆抗体中的特异性。然后通过荧光偏振仪进行分析, 将检测获得的数据与标准数据进行对比, 得到铅含量的浓度。与单克隆检测技术相比较, 多克隆检测技术成本更低、效率更好、耗时更少, 因此在有很大的实际应用潜力, 该检测方法凭借其极大的便利性受到了多方欢迎。有科学家采用该技术在荧光偏振仪中检测出了138个土壤样品中的铅含量。该检测技术还有着检测范围广, 交叉反应低的优点, 并且能够进行室外检测, 极大的较少了铅离子检测的限制。即使铅离子检测技术已经取得了不错的成就, 但目前仍然存在着一些不足之处。最大的问题就是关于铅的抗体有限, 铅离子与螯合剂较难配合, 能够替代这种螯合剂的替代物又很难寻找, 该方面的局限性限制了铅检测技术的完善和发展, 仍然需要研究者做进一步的研究突破。

  其次, 虽然荧光偏振免疫法在一定条件下可以在室外进行, 但是在实际应用中仍然存在着很大的问题, 目前还停留在实验阶段, 也需要研究者进一步突破实验室的限制, 提升该检测技术的实用性, 满足生产生活需要。我们相信随着生物技术的不断发展, 铅离子检测技术将日趋成熟完善。2、核酸检测技术

       2、核酸检测技术 

      核酸检测技术全名为分子信标核算检测技术, 该技术是基于荧光能量共振转移技术来进行化学成分检测分析, 通过检测分析获得寡核苷酸探针, 使之与核算相互补充反映, 在生物分子的作用下, 形成荧光反映, 荧光反映的强弱是铅离子检测的关键环节。在分子信标核算检测技术中, 铅离子检测就是通过这一原理实现的。这一检测技术在常温下也可以实现, 能够达到快速检测铅离子的效果, 对环境要求低, 限制性影响减少, 易于运用到实际生活当中。之所以能够利用银光反映的强弱来检测铅含量, 是因为铅含量的浓度对荧光的强弱有影响, 这一技术可以快速方便地检测出铅含量。也有相关专家讲该检测技术研究建立在脱氧核酶的催化水解特征基础上, 并以此为依据对该技术做了进一步的研究, 将该技术运用与铅离子的检测当中, 研究结果显示, 这一方式能够有效检测铅离子的含量, 进一步完善了铅检测技术。还有研究者采用双淬火荧光探针进行铅含量检测, 也取得了良好的效果。

  目前该检验技术仍有一定的缺陷, 该技术只能适用于单一离子的情况, 难以避免多种离子之间的交叉反应。交叉反应是否存在, 以及对铅离子的检测是否产生影响、产生多大影响等问题依然没有探讨, 需要后续的研究者做进一步的研究。多离子共存是实际生活中的常态, 只有明白多离子共存下对铅离子检测的影响, 该技术才能有运用到实际生活中的潜力。

      3、超分子铅离子生物化学传感检测技术

       超分子技术的发展为铅离子的检测技术的改革提供了新的机遇。公共超分子技术, 将铅离子与一些物质进行选择性的结合, 形成新的结合物质, 建立铅离子化学传感器。该技术的原理是离子诱导效应引起超分子荧光信号的变化, 荧光信号是铅离子含量的重要标志。此项技术具有灵敏度高、可选择性强, 反应速度快、准确度高的优点, 受到极大的关注。科学家以聚苯醚为原料研制出了一种可以检测铅离子的化学传感器。该传感器是检测铅离子的核心要素, 后经过一些科学家的改进, 利用该传感器检测铅离子的范围大大延伸, 敏感度更高, 并减少了其他物质对该检测结果的影响, 但是并未完全消除。之后, 又有科学家继续对该技术进行完善和改进, 开发出了新的传感器, 加强了原传感器的特异性, 大大降低其他因素对检测结果的干扰, 提高了检测标准。此外, 该检测技术也可以在液体中进行铅离子检测, 也可以检测土壤中的铅离子浓度, 这些检测技术在实际应用中得到了很好的效果。

  该检测技术具有非常明显的优势, 成分发挥了邮寄高分子结构变化多、数量大、灵敏度高、反应快的优点, 但是其特异性与其他技术相比处于弱势地位, 在铅离子检测中无法更好的排出其他金属离子的干扰, 还需要研究者做进一步的研究, 深入完善该技术。


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