生物传感技术在重金属检测中的应用及研究进展

摘要

工业、制造业引起的环境污染往往伴随着各种形式污染物的释放，包括重金属和有机污染物。本文重点介绍各种类型的生物传感器在重金属检测中的最新研究进展。文章首先介绍了目前常用的重金属离子检测方法包括比色法、毛细管电泳法及原子吸收光谱法、电感藕合等离子体质谱法等，上述方法具有较高的精确度可用于大部分金属离子的检测而得到广泛应用。随后，文章分别对酶生物传感器、细胞生物传感器、蛋白质与多肽生物传感器、免疫传感器、核酸生物传感器进行了详细的介绍。文章指出，用于重金属离子检测的各种生物材料原件的作用效果有所不同，其本身性质存在差异。酶作为生物传感器的组成原件，依赖于重金属离子对酶活性中心的抑制作用，改变检测环境中反应物的相对量来进行检测。重金属对酶的抑制作用不具有高度的专一性，当待测物存在多种离子时，无法实现对各种重金属离子进行定量分析。全细胞生物传感器将完整细胞作为生物传感器的部分原件，既有利于研究重金属离子对细胞活性的影响，也有利于提高细胞内各种生物分子的活性和稳定性。其他生物材料原件也具有优势，例如蛋白质和多肤生物传感器可以通过改变pH值，改变蛋白本身性质实现“复活“。生物传感器在环境监测尤其是重金属离子检测领域极具发展潜力，目前的生物传感器的研究应用还在初级阶段，未来生物传感器的发展将与计算机系统相结合，实现检测、数据处理等环节的高度自动化。实现连续监测、微型化、多参数和多功能化应是未来生物传感器的发展方向，而成本经济、便于操作携带、性能稳定等特性也缺一不可。