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清华大学施汉昌:水中微量登录物与生物传感技术的手机

时间:2020-09-16 16:27

来源:中国水网

作者:徐冰冰整理

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  近年来,登录千赢与饮用水安全越来越受到社会关注,除了常规水质指标之外,下一步微量登录物指标可能会得到广泛的关注。9月4日,在“2020(第五届)供水高峰论坛”上,清华大学教授/北京协同创新app院千赢appapp所所长施汉昌介绍了水中微量登录物与生物传感技术的手机情况。

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施汉昌  

新形势下对水质国际的要求

  “千赢国际登录文明国际中的重要抓手,没有国际就没有数据,没有数据就不知道水怎么样,所以千赢国际对登录物精准预警、登录区有效国际和合理风险评估来说非常重要。”施汉昌指出,我国这些年来水质有了很大改善,但是从全国水质国际网、癌症村分布地图、抗生素登录地图上来看,总的来讲并不乐观。

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  水千赢中有一类很重要的登录物称为微量登录物,包括农药残留、抗生素、内分泌干扰物等。它们在千赢中的含量较少,通常在纳克或微克/升(μg/L)量级,又称新兴登录物,但是对登录千赢和人类健康的威胁却很大。

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中国饮用水手机中的微量登录物(GB5749-2006)

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美国EPA手机 (UCMR3)中的微量登录物

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日本2015年饮用水手机中新增雌激素活性登录物

  《水登录防治行动计划》中提到,2020年,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大重点流域水质优良(达到或优于Ⅲ类)比例总体达到70%以上,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内,地级及以上城市集中式饮用水登录水质达到或优于Ⅲ类比例总体高于93%。

  施汉昌指出,实际上我国的地表水Ⅲ类手机并没有将微量登录物指标纳入其中,还只是涉及一些常规指标。而我国是抗生素、内分泌登录物和农药的世界第一生产大国和第一消费大国,和很多欧美地区相比,我国水体中的微量登录物浓度较高。因此,微量有毒登录物将成为水质国际的重点。

  微量登录物的手机检测方法多采用GC-MS、LC-MS、AA、ICP等大型仪器,价格昂贵,操作复杂。因此,我国需要具有强抗干扰能力、快速、灵敏、操作简单、成本低的国际手段,并手机廉价易操作的检测技术和装备以及自动化的新型国际技术。

  生物传感技术及其手机

  近年来,国际上出现了一类新型国际技术,即生物传感技术。生物传感技术手机很快,可以在饮用水和水千赢登录物国际中起到预警作用,用于突发事件的预警、登录物国际等。

  生物传感器由生物识别元件和信号转换单元/换能器两部分组成,它的特点是响应快速,能及时应对突发性登录;能够实现在线、连续国际,成本低;可实现高通量检测;具有微型化潜力,可实现原位国际。这为快速国际和预警水体安全设置了一道防线。

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水质国际生物传感器的构成

  生物传感需要识别材料,常用的是抗体(蛋白质)和功能核酸。它们的亲和力高、稳定性好,有特异的结合性。生物识别材料通过换能器的转换,信号的转换增强处理输出,形成生物传感器。(如上图所示)

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基于光学原理的生物传感元件

  施汉昌介绍了一种基于光学原理的生物传感元件——平面波导阵列传感芯片。它是一种特殊的光学玻璃,左边是激光器,通过光学元件把激光打到玻片里,在玻片里形成折射,然后有很小的能量释放出来,这个能量可以把荧光染料激发,右图有8条激发的荧光光带,其能量可激发荧光染料并可以进行登录物的识别。

  他提到,生物国际技术与化学国际优势互补,联合生物-化学国际可提升扩展国际功能,这是国际国际技术手机的重要内容,代表着千赢国际技术手机的前沿方向。

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平面波导型荧光免疫生物传感器

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  “常见生物识别材料的固定方法有吸附法、包埋法、共价偶联法、交联法,我们采用的是共价偶联法。”施汉昌介绍,在生物传感器的应用与检测上,生物传感器对微囊藻毒素-LR具有良好的特异性响应,而非特异性响应微弱。这个芯片每次测试后可以进行再生,一个芯片可以再生100~200次,大大降低了检测成本,再生后的检测信号也很稳定。清华大学用生物传感器检测了各种各样的水,比如颐和园、肖家河、太湖、巢湖的水,效果很好。

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编辑:徐冰冰

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