探究现代生物技术的应用

摘要：现代生物技术在日常生活中有诸多应用，并且发挥着不可小觑的作用。本文介绍了现代生物技术在食品检验、环境保护、疫苗研发等方面的应用，分析了现代生物技术的优点以及未来的发展前景。

关键词：现代生物技术 食品检驗 环境保护 疫苗研发

我们生活在技术的时代，科技的飞速发展对人们的生产生活产生了巨大影响，人们生活水平显著提高，与此同时也带来了一系列的环境问题和安全问题，上述问题严重影响我们的生产生活，当前我们可以借助现代生物技术来解决上述问题。

一、现代生物技术概述

现代生物技术是在分子生物学基础上建立的一种实用技术。不同于普通的生物学科，现代生物技术结合了化学、化工、计算机等学科内容，是一门多学科相互渗透的综合性学科，以现代生物技术为依托的生物产业也被称为21世纪的支柱产业。现代生物技术已经渗透到了人们生活的方方面面，大到环境的治理，小到人们日常的饮食健康，都发挥着巨大的作用。

二、现代生物技术在食品检验方面的应用

（一）生物传感技术

生物传感是利用生物敏感物质探测生物信号或化学信号的一种小型仪器，是生物领域和电子领域结合的产物。生物传感器可以将生物反应的波动转化为电信号的波动，并通过电脑的识别处理显示出来。生物传感技术已经在世界各地的食品检验工程中发挥作用[1]，比如利用生物免疫传感器检测大肠杆菌、沙门菌等肠道致病菌，利用荧光标记抗体生物传感器测定肉毒梭菌毒素等生物毒素，利用酶传感器检测有机磷农药等农药残留[2]，从而保障人们的饮食健康。

（二）酶联免疫吸附技术

酶联免疫吸附技术（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA），它是将可溶性抗原（抗体）吸附到某种固相表面，并保持抗原（抗体）免疫活性，这样在与标本中抗体（抗原）反应后，只需经过固相的洗涤，就可以达到抗原抗体复合物与其他物质的分离，大大简化了操作步骤[3]。这项技术在我国已经得到了快速的推广，并且广泛应用于动物体内毒素的测定、转基因食品方面的测定以及食品添加剂的检验。随着这项技术的大规模使用，也同时催生出了相应的商业化产品。

三、现代生物技术在环境保护方面的应用

（一）废水处理

现如今，工业化的快速发展带动了经济的飞跃，也对人们的生活环境造成了恶劣的影响，废水废物成为了亟需解决的难题。相比于化学方法，利用生物技术治理废水更加绿色环保。比如：利用微生物进行废水净化，选取适合不同酸碱度、温度等因素的微生物，进行大规模的培养并投放，用于分解废水中的有机成分[4]。废水处理的最理想状态是将其中的可循环利用物质进行提取，通过微生物集群进行二次加工利用，这不仅节省了化学试剂的使用成本，而且让废水有了新的价值。另外，还可以通过酶来控制废水处理的速度，从而使废水处理的效率大大增加。再如：利用现代生物技术中的生物传感技术可以对废水水质进行实时监测，通过监测分析废水中的微生物种类及其生活状态，推测废水的具体情况，采取相应的治理措施。

（二）土壤污染的治理

农药、化肥等的滥用导致很多地区出现了不同程度的土壤污染现象，大部分的土壤污染是由废弃物以及残留物导致的，这些成分对动植物以及土壤造成了危害，种植土壤的使用价值大幅度的下降。不恰当的处理方法会加深污染的程度，合理治理显得尤为重要。使用化学方法进行治理，可能会导致化学试剂残留，从而影响农作物，并且随着食物链的不断延伸，可能会将有害离子富集至人体，对人类健康造成不同程度的伤害。而使用现代生物技术就可以在一定程度上避免此类现象的发生。利用微生物代谢及其与植物的互作可以在快速降解污染成分的同时产生对于作物或者是土壤中原有生物无害甚至有利的物质，达到无害化治理的目标[4]。

此外，现代生物技术不仅可以快速解决土壤污染问题，还能够对土壤的具体情况进行监测。利用生物传感技术，实时监测土壤不同数据的变化从而达到检测目的。

四、现代生物技术在疫苗研发方面的应用

（一）DNA改组技术

如今中国疫苗的发展进入到了一个平稳期，因为竞争压力小，很多疫苗厂家研发工作进展缓慢。疫苗是预防和阻止病原体对人体造成伤害的生物制剂，能够快速为人体提供大量的抗原或抗体。利用DNA改组技术，可以重新编码浆细胞的DNA，使其与癌细胞的部分DNA相似，从而让浆细胞快速复制，提高抗体产生的速度，使得疫苗生产更加高效[5]。DNA改组技术同样可以应用于疫苗的研发，通过对抗原的检测，设计出能够抵御该抗原的蛋白质及DNA序列，通过DNA编码技术对浆细胞进行基因改组，从而起到抵御不同抗原的效果。

（二）生物芯片

生物芯片包含DNA芯片、蛋白质芯片等。DNA芯片（基因芯片）可以确定转录的诱导和抑制所产生的时序序列[6]，从而确定某种抗原所不能抵御的因素，再利用其他技术对检测出的因素进行分析利用，最后应用到疫苗的研发之中。

蛋白质芯片与DNA芯片的作用原理相同，由于蛋白质是基因表达的产物，蛋白质芯片更容易反映被检测生物体的生理特征。但蛋白质比DNA更难于在固相支持物表面合成，并且定位于固体表面的蛋白质易于改变空间构象而失去生物活性，所以蛋白质芯片比基因芯片要复杂得多。蛋白质芯片可以检测蛋白质，所以在疫苗研发过程中，使用蛋白质芯片有助于作用底物的选取，更好的完成疫苗的检验。

五、现代生物技术的优点和发展前景

现代生物技术因其突出的绿色环保性和高效简易性而被大量应用于各行各业。与化学化工方式相比，现代生物技术实现了无污染以及对处理物的重复利用，减少了生物系统中能量的流失和浪费，使其中绝大部分能量流入有利于人类的方向，进而实现降低污染程度、节约资源的目的，这也是这项技术如此受到人们欢迎的重要原因。

现代生物技术的高效简易性也同样带动了现代生物技术在商业领域的发展。如前文所说的用于食品检验的酶联免疫吸附技术，在国外已经出现了大规模的商品化试剂盒，大幅度提高检验速度。在实验过程中，时间的长短往往会影响实验的结果，而利用这些技术，既能保证结果准确性，又极大地缩短了实验时间。

六、结语

目前来看，现代生物技术有着广阔的发展前景，已经广泛运用于各个领域，除食品检测、环境保护、疫苗研发外，新材料研发、军事等方面也有所应用，并且展现出了显著的优越性。适用范围广阔，应用灵活多变，可以预见，现代生物技术将向着更广泛、灵敏、高效的方向快速发展。

参考文献：

[1]王尚军.新时期背景下生物检测技术在食品检验中的应用研究[J].食品界，2017，（09）：60-60.

[2]胡朝晖，李乐，彭新凯，等.生物传感技术在食品生物安全检测中的应用[J].现代生物医学进展，2009，（17）：3357-3359.

[3]何紫薇，郭琦.酶联免疫吸附（ELISA）技术在食品检验的发展应用[J].科协论坛（下半月），2011，（11）：71-72.

[4]诸定芳.环境检测中现代生物技术应用分析[J].工程技术：文摘版，2016，（10）：103.

[5]生物技术在疫苗领域的应用[A].中国林牧渔业经济学会.新型疫苗研发及基因工程疫苗应用研讨会论文集[C].中国林牧渔业经济学会：2010：3.

[6]范金坪.生物芯片技术及其应用研究[J].中国医学物理学杂志，2009，（02）：1115-1117+1136.

（作者简介：李欣然，单位：山东省淄博第十一中学。）