分子生物學(xué)技術(shù)在污水處理微生物檢測(cè)中的應(yīng)用

＊孫越鵬

（天津生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 天津 300462）

引言

在污水處理中，傳統(tǒng)的污水處理方法比較簡(jiǎn)單，但是在處理污泥過(guò)程中有很多的問(wèn)題暴漏，而且對(duì)于反應(yīng)器的變化和信息分析也不能進(jìn)行有效數(shù)據(jù)對(duì)比，所以相較于分子生物學(xué)技術(shù)來(lái)說(shuō)，較為落后，分子生物學(xué)技術(shù)能夠很好的彌補(bǔ)這一不足，更精準(zhǔn)的對(duì)生物菌群進(jìn)行分類培養(yǎng)，以達(dá)到適合污水處理的要求和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)需求。

1.限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析

傳統(tǒng)的方法已經(jīng)跟不上時(shí)代的進(jìn)步，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法具有一定的限制性，所以技術(shù)需要不斷進(jìn)行更新，為了能夠更高效的解決問(wèn)題，利用分子生物學(xué)技術(shù)可以避免傳統(tǒng)檢測(cè)中的問(wèn)題和不足。對(duì)于限制性片段長(zhǎng)度進(jìn)行多態(tài)性分析，分子生物學(xué)科技的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，為了能夠得到有價(jià)值的菌落基因信息，需要進(jìn)行多態(tài)性分析，將這一信息利用起來(lái)可以將不同的特征進(jìn)行分離，這樣的方式流程不僅能夠簡(jiǎn)化，也不需要放射型標(biāo)記的流程，產(chǎn)生的結(jié)果也能夠更加明確。比起傳統(tǒng)的生物法，在污水處理當(dāng)中的不足，使用這項(xiàng)方法之后，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測(cè)方法的問(wèn)題，如在傳統(tǒng)的方法里面培養(yǎng)十分之一左右的微生物都比較的困難，能夠生存下來(lái)的細(xì)菌群體也非常的少，之所以要進(jìn)行檢測(cè)是為了更好的進(jìn)行污水處理，傳統(tǒng)方法已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)下的需求。同時(shí)，也沒(méi)有辦法在揭示生物反應(yīng)器當(dāng)中的變化和所要傳遞出來(lái)的信息，因此必須要進(jìn)行創(chuàng)新，相關(guān)人員需要對(duì)此問(wèn)題引起高度的重視，環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)下的重點(diǎn)問(wèn)題，必須要解決這一問(wèn)題，才能促進(jìn)我國(guó)穩(wěn)定健康發(fā)展。

2.寡核苷酸探針技術(shù)

在歷史發(fā)展的潮流中，我國(guó)也在不斷的進(jìn)步，有了越來(lái)越多的新技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題，在對(duì)污水進(jìn)行處理過(guò)程中，目前寡核苷酸探針技術(shù)應(yīng)用也非常廣泛，了解清楚遺傳信息，則能夠發(fā)現(xiàn)菌落自身的結(jié)構(gòu)，主要是利用分析和列舉清落的方法來(lái)了解微生物的信息，這項(xiàng)技術(shù)可以根據(jù)DNA和RNA的排序來(lái)進(jìn)行，針對(duì)的是特定的微生物，檢測(cè)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)DNA和RNA的排序不同，所得到的結(jié)果也不同，需要針對(duì)菌落的RNA進(jìn)行寡核苷酸探針技術(shù)。大部分的情況下可以利用探針了解堿基蓄力和目標(biāo)細(xì)胞RNA。在探針過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，在一些區(qū)域當(dāng)中是存在著互補(bǔ)關(guān)系的，值得提醒的是在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中要對(duì)周圍的環(huán)境和條件給予嚴(yán)格的控制。如果不是在特定的環(huán)境下進(jìn)行，則達(dá)不到理想的效果，也有可能使數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以要將其控制在嚴(yán)格的范圍內(nèi)，得到的探針DNA各目標(biāo)細(xì)胞中的RNA就能夠緊密的固定。

如果各細(xì)胞之間不能夠進(jìn)行緊密的固定，雜交的探針就沒(méi)有辦法沖洗干凈，所以在實(shí)際過(guò)程中，需要將RNA被固定后，才能夠?qū)](méi)有雜交的探針進(jìn)行沖洗。在實(shí)際過(guò)程中，這對(duì)于工作人員而言非常關(guān)鍵，如果能夠?qū)⑵涔潭?，可以根?jù)雜交探針的數(shù)目來(lái)確定RNA是否存在，同時(shí)也可以通過(guò)探針的數(shù)目了解有可能存在的數(shù)量是多少，所以在操作過(guò)程中每一個(gè)步驟都要謹(jǐn)慎小心，保證檢測(cè)工作能夠順利進(jìn)行。了解寡和苷酸雜交的作用，可以通過(guò)對(duì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以使用狹線印跡法，這種方法和傳統(tǒng)的方法相比，有很大優(yōu)勢(shì)，主要是將RNA從樣品當(dāng)中提取出來(lái)，不僅簡(jiǎn)化了流程，而且相對(duì)于傳統(tǒng)的方法而言，也會(huì)更加的準(zhǔn)確。目前使用最多的方法不需要提取RNA，能夠?qū)崿F(xiàn)功能的熒光原位雜交。

熒光原位雜交在目前現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中見得非常多，使用的范圍也比較廣，如果能夠?qū)⒎肿由飳W(xué)技術(shù)的精準(zhǔn)性和顯微鏡的可視性進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，則能提高工作效率。這項(xiàng)技術(shù)在目前之所以使用非常廣泛，是因?yàn)槟軌驅(qū)⑽⑸餀z測(cè)當(dāng)中的不同類進(jìn)行鑒定。不僅如此，在污水處理這塊應(yīng)用的也非常好，能夠了解污水當(dāng)中微生物的含量，同時(shí)還能夠了解這些微生物分布在什么位置，這些信息對(duì)于微生物技術(shù)檢測(cè)而言都是非常重要。開通雜交探針的熒光信號(hào)，能夠?qū)怂嵝蛄羞M(jìn)行檢測(cè)，和傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，目前這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，提高了工作效率，同時(shí)得到了更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在目前是非常受歡迎的一項(xiàng)技術(shù)。

能夠通過(guò)探針設(shè)計(jì)的特異性充分展現(xiàn)出來(lái)的也就是常提到的寡核苷酸技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)下運(yùn)用較廣，可以獲得菌落自身的結(jié)構(gòu)信息，同時(shí)，通過(guò)這種方式，探針的特點(diǎn)也充分的展現(xiàn)出來(lái)了，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也提高了，在這一個(gè)過(guò)程中，相關(guān)的工作人員必須要重視對(duì)探針的設(shè)計(jì)。如果面對(duì)的是沒(méi)有培養(yǎng)的細(xì)菌，可以采用的就是雜交的方式進(jìn)行鑒定，這樣才能夠了解探針是否夠合理，這樣的方式應(yīng)用的雖然非常廣泛，但是在運(yùn)用過(guò)程中還是有很多問(wèn)題需要解決的，比如會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性的結(jié)果。因?yàn)槲⑸镌谏L(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熒光作用，這就會(huì)影響到最終的檢測(cè)結(jié)果，這也是目前需要克服的一大問(wèn)題。在相同的環(huán)境當(dāng)中的樣品殘留物，這些殘留物會(huì)讓后續(xù)工作變得更加復(fù)雜，需要解決的問(wèn)題也會(huì)多起來(lái)，為了能夠解決這一問(wèn)題就需要提前找到解決的措施，如果不及時(shí)處理這些問(wèn)題，最后不能得出準(zhǔn)確的結(jié)果。在最近幾年這些技術(shù)的應(yīng)用非常的廣泛，在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，同時(shí)也取得了較好的效果，科技在不斷地發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)之間也在不斷的進(jìn)行更新，融合之后的科技為微生物研究提供了更好的環(huán)境，這對(duì)于最終的結(jié)果檢測(cè)也非常有利。

3.DNA重組技術(shù)

在20世紀(jì)70年代初，已經(jīng)有DNA重組技術(shù)，但是傳統(tǒng)的技術(shù)明顯跟不上時(shí)代的發(fā)展，而重組技術(shù)主要的實(shí)質(zhì)就是將單個(gè)的DNA連接起來(lái)，需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)特定的范圍，在特定的環(huán)境下復(fù)制DNA，在此過(guò)程中需要遵循一定的程序來(lái)完成該項(xiàng)工作，先要選定DNA，再來(lái)選擇載體進(jìn)行處理，處理之后進(jìn)行載體連接，最后再將連接物導(dǎo)入合適的數(shù)組細(xì)胞之內(nèi)進(jìn)行重組，而從中獲得的DNA需要進(jìn)行篩選，獲得陽(yáng)性克隆。在廢水處理的過(guò)程中，如果僅僅只是靠這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行分離和篩選是完全不夠的，因此需要不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，在混合微生物群體中篩選特定的微生物，菌種一般也得不到理想的效果，想要培養(yǎng)出來(lái)也非常的困難，在實(shí)際的反應(yīng)當(dāng)中也得不到理想效果。排污問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，人類也開始高度關(guān)注，需要有新的技術(shù)注入，才能夠促使這個(gè)行業(yè)有新的活力，所以說(shuō)新的技術(shù)才能更快的解決污水處理中帶出的問(wèn)題，也就更加解決水資源問(wèn)題。基因工程在后期的技術(shù)運(yùn)用中也變得很重要。

在廢水的微生物動(dòng)態(tài)檢測(cè)過(guò)程中，指示菌占據(jù)著重要的地位，有較高的存活力，同時(shí)在特定環(huán)境當(dāng)中對(duì)于物質(zhì)的變化也比較的敏感。想要了解污水中的成分改變近況，可以使用指示菌，速度不僅非?？?，而且也非常的明確分子生物學(xué)技術(shù)中的基因重組技術(shù)，能夠?qū)⑻囟ǖ幕蛘系揭恍┪⑸锏幕蚪M中。不要放在一些固定的地方，要根據(jù)特定的地方，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在這個(gè)過(guò)程中需要明確指示菌的基因工程菌的特點(diǎn)，通過(guò)有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行不斷的處理，然后通過(guò)冰草氨酸和甘露氨酸，將微生物從環(huán)境樣品當(dāng)中提取出來(lái)，進(jìn)行靈敏的特異性檢測(cè)。

4.DNA生物傳感器

作為提取數(shù)據(jù)的生物傳感器在污水處理中發(fā)揮著重要的作用，也是在污水處理中使用的比較頻繁的，主要對(duì)生物層和目標(biāo)的污染物進(jìn)行傳遞信息，提取敏感的傳感檢測(cè)，這種檢測(cè)應(yīng)用，現(xiàn)在在傳統(tǒng)的使用中并不是很明顯，利用分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用中，展開DNA這種檢測(cè)，利用這一先進(jìn)的發(fā)明，在有效的探測(cè)污水物的傳感過(guò)程中非常的有利，所以傳感器它的運(yùn)用也比較廣泛，不僅可以用于微生物的核酸序列分析，同時(shí)還能夠用于微量污染物的檢測(cè)，并且在研究DNA和污染物之間也能夠起到相互的作用，也為解釋污染物毒性作用機(jī)理提供了可能，所以也得到了研究人員的重視。在開發(fā)的過(guò)程中，還在進(jìn)行不斷的探究，為的就是能夠?yàn)樯鐣?huì)提供更大的用處，這類傳感器所涵蓋的內(nèi)容非常豐富，不僅包括了核酸探針固定化的優(yōu)化，還會(huì)對(duì)其他的檢測(cè)進(jìn)行應(yīng)用，將技術(shù)進(jìn)行融合之后，得到的圖像會(huì)更加清晰，這也有利于最終的檢測(cè)結(jié)果使結(jié)果變得更加準(zhǔn)確。過(guò)程比較復(fù)雜，這個(gè)過(guò)程雖然非常的復(fù)雜，但是研究人員也在不斷的做改進(jìn)和創(chuàng)新。影響雜交的因素非常的多，但是在這個(gè)過(guò)程中特別需要注意的就是雜交反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和效率的因素，主要是為了保證這項(xiàng)技術(shù)能夠高度專一，同時(shí)也要具有靈敏度。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，分子技術(shù)在污水處理中技術(shù)比較廣泛，目前我國(guó)的水資源問(wèn)題，環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重，需要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新來(lái)滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需求。這也能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)中的不足之處，應(yīng)引起高度的重視，將分子生物學(xué)在這個(gè)過(guò)程中和其他的技術(shù)進(jìn)行融合，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)健康發(fā)展。