重金屬檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展探討

梁西振

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 徐州 221000）

重金屬主要指的是比重在4或5以上的金屬，當(dāng)前，主要有鈣、錳、鋅、鐵、鎘、鉛、銅、汞等45種。重金屬污染主要指的是被重金屬及其化合物所造成的環(huán)境污染，通常指的是被鉻、鉛、鎘、汞與類金屬砷等具有明顯生物毒性的重金屬以及釩、錫、鎳、鈷、銅、鋅等具有毒性的重金屬污染物導(dǎo)致的污染。

因?yàn)橹虚g有別于其他有機(jī)化合物污染，其無法被自然界自身的生物、化學(xué)以及物理反應(yīng)所降解或分解，其往往僅是由一類形態(tài)轉(zhuǎn)化成另一種形態(tài)。因?yàn)橹亟饘僭貢?huì)在很大程度上危害到了人體以及環(huán)境，所以中間段檢測(cè)一直都是相關(guān)研究人員所重視與研究的課題。

1 重金屬檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

1.1 酶抑制法

針對(duì)重金屬檢測(cè)中酶抑制法是其中一項(xiàng)重要技術(shù)，它的工作原理主要是利用部分酶的活性部位和重金屬相結(jié)合，然后前者活力便會(huì)因此而大大降低，此時(shí)借助于底物-酶反應(yīng)系統(tǒng)地應(yīng)用使得我們能夠通過其PH、顏色以及導(dǎo)電率這幾項(xiàng)指標(biāo)變化情況便可以判斷出重金屬濃度情況。此外還可以通過監(jiān)測(cè)這幾項(xiàng)指標(biāo)變化程度建立起重金屬濃度變化定量關(guān)系。目前酶抑制法中較常被使用在重金屬檢測(cè)的酶主要有過氧化物酶、磷酸酯酶以及脲酶等這些。隨著酶抑制法研究不斷深入，蛋白酶這種新物質(zhì)也逐漸被使用到重金屬檢測(cè)之中，其反應(yīng)底物一般是酪蛋白-考馬斯亮藍(lán)體系。

相較于傳統(tǒng)重金屬檢測(cè)方法而言，在對(duì)重金屬檢測(cè)過程中應(yīng)用酶抑制法其具有簡(jiǎn)便、快速，且可以進(jìn)行在線檢測(cè)等有點(diǎn)，在這幾年來已經(jīng)成為了相關(guān)領(lǐng)域中一個(gè)重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。不過因?yàn)橹亟饘匐x子類型不同，在對(duì)酶活性抑制效應(yīng)上也存在較大差別。加上重金屬離子對(duì)酶活力抑制具有廣譜性，所以難以使用此種方法來檢測(cè)單一重金屬，要求能夠采取“掩蓋”干擾物、預(yù)先分離等特殊預(yù)處理技術(shù)來進(jìn)行處理。除此之外，具體酶的檢測(cè)方法與使用方式也存在差別，這同樣會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

1.2 免疫分析法

重金屬離子免疫檢測(cè)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)就是制備重金屬特異性單克隆抗體。其中需要利用抗原來對(duì)基體進(jìn)行刺激進(jìn)而產(chǎn)生抗體。不過重金屬的分子質(zhì)量不大，部分重金屬例子帶有電荷的情況下會(huì)和生物分子出現(xiàn)較強(qiáng)的不可米反應(yīng)，所以無法將其自身來作為識(shí)別抗體的目標(biāo)。

所以，要想建立重金屬例子免疫檢測(cè)方法和植被出單克隆抗體的一個(gè)重要前提就是設(shè)計(jì)金屬離子完全朗園。可以由此可知利用免疫分析法來對(duì)重金屬進(jìn)行檢測(cè)過程中需要開展如下兩方面工作：第一，采用適宜的絡(luò)合物或其他化合物來和金屬離子特異性結(jié)合，讓其能夠得到特定空間結(jié)構(gòu)，生成免疫反應(yīng)原性，進(jìn)而可以和相應(yīng)抗體產(chǎn)生特異性結(jié)合。第二，往載體蛋白上耦聯(lián)與金屬離子相結(jié)合的化合物，生成免疫原性，從而獲得相關(guān)抗體[1]。

在重金屬檢測(cè)中應(yīng)用免疫分析法其具有靈敏性與高特異性等特點(diǎn)，不過，要想制備金屬例子單克隆抗體難度較大，通常較易制備出多克隆抗體，而這是難以有效滿足對(duì)金屬例子的特異性要求，所以在較大限度上制約了該項(xiàng)建議及時(shí)的發(fā)展與應(yīng)用。就目前看來，我國蛋白質(zhì)以及基因工程的發(fā)展在很大程度了彌補(bǔ)了免疫分析法在實(shí)際應(yīng)用中存在的部分，且為其發(fā)展提供了新的模式與計(jì)算思路。

在今后研究方向中，一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容將會(huì)在于篩選特異性好的新型螯合劑和單克隆抗體的制備[2]。

1.3 微生物法

在檢測(cè)重金屬時(shí)采用微生物檢測(cè)法其原理子在于微生物的數(shù)量、種群結(jié)構(gòu)以及生理代寫會(huì)對(duì)環(huán)境中的重金屬脅迫發(fā)生多樣變化。

當(dāng)前，使用頻率較高的就是發(fā)光細(xì)菌。在特定范圍內(nèi)，發(fā)光細(xì)菌其發(fā)光強(qiáng)度會(huì)隨著金屬毒性污染物的濃度出現(xiàn)良好的現(xiàn)行關(guān)系，且可以將重金屬污染物的濃度變化快速、穩(wěn)定且靈敏的反應(yīng)出來。不過毒性檢測(cè)法只是可以將體系內(nèi)各類污染物的毒性反應(yīng)出來，是一種廣譜性檢測(cè)，其難以將負(fù)責(zé)檢測(cè)體系中所指定污染物對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的危害區(qū)分開來。例如，要對(duì)土壤中被哪種重金屬元素所毒害，就需要采用特異性的發(fā)光細(xì)菌來開展檢測(cè)[3]。

該中檢測(cè)方法具有高靈敏性、檢測(cè)快速等有點(diǎn)，不過其同樣具有操作繁雜、誤差偏大、檢測(cè)期間發(fā)光自然變化幅度過小、細(xì)胞發(fā)光強(qiáng)度本質(zhì)差異較大、重現(xiàn)性不好等缺陷。不僅如此，往環(huán)境中釋放基因工程菌可能會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的其他生物產(chǎn)生影響，使得生態(tài)失衡?；蚴瞧鋾?huì)通過基因水平轉(zhuǎn)移擴(kuò)散到其它生物體內(nèi)而帶來食品安全問題。

1.4 化學(xué)顯色法

在檢測(cè)重金屬過程中較常使用的一種方法就是化學(xué)顯色法，其原理在于將顯色劑和重金屬例子發(fā)生顯色反應(yīng)來開展檢測(cè)工作，通過有效結(jié)合試劑盒、檢測(cè)管以及試紙后就能夠開展快速檢測(cè)。一般情況下，試紙條都是一片含有反應(yīng)基質(zhì)的塑料片固定于支持物上，通過顯色反應(yīng)和比色條對(duì)比后，或是采取專業(yè)的小型儀器就能夠開展定性或半定量的分析。

運(yùn)用化學(xué)顯色法來檢測(cè)重金屬無需使用昂貴的儀器，且操作非常便捷，無法對(duì)操作人員開展專業(yè)訓(xùn)練便可掌握，不僅攜帶方便，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，使用都是一次性的，不需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)與檢修，通常較為適合用在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施快速檢測(cè)情況下。

不過此種方法存在精密度不高、檢測(cè)轉(zhuǎn)移性不強(qiáng)、承載反應(yīng)試劑量有限等不足。不過當(dāng)前將其聯(lián)合光電檢測(cè)儀等儀器一同使用，能夠慢慢轉(zhuǎn)變顯色法為精準(zhǔn)度定量分析，進(jìn)而為該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展提供更寬闊的空間。

2 結(jié)語

總而言之，在重金屬污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻的今天，如何快速準(zhǔn)確的檢測(cè)重金屬顯得非常重要。當(dāng)前我國各項(xiàng)重金屬快速檢測(cè)方法都獲得了快速的發(fā)展，且在篩查與檢測(cè)重金屬上也發(fā)揮了重要的作用，不過還需要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)與完善，這就需要相關(guān)工作人員能夠正確掌握重金屬檢測(cè)技術(shù)，并將其有效運(yùn)用到實(shí)際檢測(cè)工作當(dāng)中，同時(shí)還需要能夠避開其中所存在的不足與缺陷，最大限度提高重金屬檢測(cè)的精準(zhǔn)程度。