荧光检测技术在水质检测中的运用

荧光检测技术在水质检测中的运用

杨铂林

370305199105310711山东新石器检测有限公司

摘要：随着我国科技水平的提高，荧光检测技术于20世纪七八十年代开始迅速发展，至今该技术已经相对成熟。在荧光检测技术的发展阶段，主要应用于生物学和医学领域。随着社会发展需求的不断提高，荧光检测技术的功能更加完善。同时，其使用范围也得到了进一步拓宽，尤其是在药物学、材料学、食品安全等领域发挥了极为重要的作用。在水质检测工作中运用荧光检测技术，可以获取更加精准的检测结果，同时也能更好的保障水质安全。在实验环节，应用荧光检测技术可以更深入的对微生物展开研究与探讨，进而将检测结果和常规方法的检测结果进行对比，从分析结果可知，运用荧光检测技术取得的检测结果更科学、更准确，且提供的实验数据也更加合理，从而为实验分析带来了极大便利。可见，在水质检测工作中，科学、合理地运用荧光检测技术至关重要。

关键词：荧光检测技术；水质检测；运用

引言

改革开放以来，工业的快速发展促使城市中积累了越来越多的净化设备。工业用水不仅流入河流并威胁环境，而且还威胁人类的饮用水安全。快速、真实地监测水质的变化对于有效控制水污染事件和制定相应措施尤为重要。荧光检测技术早在几十年前便得以应用，并在长期发展中不断改进，形成了一种新型检测技术并逐渐成熟。荧光检测技术刚开始仅仅被用于生物领域和医学领域，之后逐渐应用于食品安全和水质检测等领域，为人们的生活提供安全保障。目前，我国环境监测部门大多采用传统的化学方法来分析水质，但对水质以及水质监控的要求不断发生变化，在实际运用中仍存在许多缺点。传统的检测方法不仅在检测工艺上浪费更多的时间和资源，而且不能够有效地对水质进行实时监控，从而需要更加先进的检测技术来克服传统检测方式的不足，更加快速准确地检测出水中各类成分的含量，进而确保人们的用水安全。

1水质检测的重要性

当前，因为我国人口基数较大，水资源匮乏，加上南北水资源分布不均匀，如何有效地保护水资源，已经成为一项重要的任务。进行水质检测的重要目的在于，运用科学的方式检测水中的成分，为环境保护提供可靠的信息数据，提高水质问题解决的有效性。由于水质检测在较大程度上关系到后期水资源的管理与配置工作，因此其结果具有重要意义。日常生产与生活中使用的自来水中含有许多有害细菌，细菌繁殖便会产生诸多浮游生物，不但会对水域的物理特征产生影响，改变水的气味及颜色，人们食用后还可能感染细菌而生病。日常中发生频率较高的“牙菌斑”，便是水质中存在不达标的负离子，对人体牙齿的硬度产生较大影响所致。所以，要做好水质检测工作，更好地保护水资源，满足人们日常工作、生活用水的各项要求。如锅炉水中不可存在过多硫酸镁或硫酸钙，以防止锅中物质发生凝结，影响物质的反应，导致原料浪费，甚至还会引发爆炸事故。进行水质检测，能够准确测定与排查水中悬浮物，同时找到有针对性的改善措施。相关研究数据显示，荧光检测技术具有较高的灵敏性，它以细胞为单位，可以将水中的微生物含量详细地检测出来，且不会对水质样品结构造成破坏，可确保提取出的数据具有较好的稳定性，为后续水质成分的分析及研究提供可靠的数据支撑。

2水质检测的一般标准

2.1具有感官性

水质的判断有很多种方法，可以用专业的设备和仪器进行鉴别，也可以用人的感官来判断水资源的安全性。一般情况下，水质出现问题都会引起水质物理特征的一些变化，例如，水的味道改变、水的颜色变浑浊以及有刺激性气味等特点，其外观和味道直接决定了水质的感官特征。因此，可通过感官来进行基本的水质观测，初步确定水质是否安全，若产生异样，将直接拒绝使用。

2.2具有高灵敏度

目前常用的重金属分析方法有原子吸收光谱法、原子荧光法、电感耦合等离子体质谱法和X射线荧光光谱法等。可以较为准确地测量出液体中金属离子的含量，但相关设备的价格较为昂贵，且需要复杂的样品前处理过程，因此使用场景局限在实验室中。而电化学分析法受限于电极衰减而存在重现性差的问题，紫外可见光分光光度法对金属的选择性不好。因此，开发具有高检测灵敏度特点的分析方法和小型化设备对地下水重金属探测有着重要意义。利用荧光探针检测重金属离子的方法是一种分子荧光法，荧光探针与金属离子结合后会在特定波长的光的激发下出现荧光增强或猝灭现象，通过荧光光谱的变化来实现对金属离子浓度的定量检测。此方法具有灵敏度高、选择性好、反应快速、非侵入性和操作简便等优点，是最具有潜力的金属离子检测技术之一。

2.3饮用水消毒

饮用水是与人们生活密切相关的，必须进行一定的净化消毒工作，杀死水中的有害微生物，以保证人们所用到水源是被充分消毒过的。在饮用水检测过程中，常常出现刺激性气味，这与其本身含有的水质消毒物质有关。比较常见的消毒方式有臭氧和紫外线消毒，消毒后会产生甲醛和氯仿，但只要消毒方法科学合理，严格符合消毒标准，就不会对人体造成伤害。

3荧光检测技术在水质检测中的应用

3.1检测离子浓度

因水的硬度受水中离子浓度的影响，如果水的硬度太高，则会使人体内金属元素堆积过多，给人们的身体健康带来危害。以往的原子吸收光谱、方差分析、复杂滴定等检测方法中，都存在同样的缺陷，如检测时间较、检测过程较为复杂等。而应用荧光共振能量转移技术，可以通过对水中钙、镁浓度的测量，检测出水质的硬度，将纳米级黏土片状锂皂添加入水溶液，可以在一定程度上增强检测传感器的感受度，从而更容易对水中的成分、离子进行测量，为实验提供更加可靠的数据依据。

3.2水中细菌数量的检测

水中细菌检测是水质检测中最基本的项目，主要是对一定单位内的水质进行细菌的定量检测，但检测过程对技术人员的专业度要求很高，不允许出现较大的误差，并且等待结果时间较长。通过流式细胞检测的原理可以了解到，被标记的细菌被单个激光柱激发并检测到发射的荧光信息。因此，水质检测最常见的用途是快速识别水中的细菌总数，借助流式细胞仪可以在15分钟内轻松快速地从样本中获得结果。在检测水中细菌含量时适当增加水样，方便对水中有毒物质进行直接检测，常用检测方法是ATP生物荧光检测技术。饮用水中的细菌浓度是非常小的，采用生物荧光检测技术会受到细菌浓度和数量的局限，准确度和灵敏度下降，不能实现特异性检测。在检测之前，应增加水中微生物浓度再进行免疫磁分离执行目标细胞的捕获，一定程度上可以提高靶细胞水平，减少其他实验目标外粒子的干扰，最终确保检测的特异性。ATP生物荧光检测技术可用于检测饮用水中的微生物含量，而稀释水中的微生物可以通过膜过滤和适当添加缓冲剂或荧光剂来检测。

3.3消毒效果深度分析

在饮用水消毒研究中，消毒剂的使用量对水中细菌的影响是不可忽视的。水质检测研究报告表明，消毒剂浓度与完整细胞的比例相关联，采用流式细胞仪可以得到消毒前后所有细胞浓度。细菌活力检测试剂盒中的两种染料和碘化丙啶可穿透所有细菌膜，进而将细胞染成绿色，最终达到水质检测和消毒的目的。检测中的染料和试剂材料熔化、混合和稀释，在室温下孵育20分钟，获得的结果可以通过激光扫描共聚焦显微镜来证实。另外，碘化丙啶不能穿透未受损细胞的细胞膜，但可以穿透受损细胞的细胞膜，两种染料的组合产生白色荧光细胞。

结语

综上所述，水是人类赖以生存的资源，其质量直接关系着人们的健康，对人类及生态环境均有重要影响。可见，对水质进行检测是十分必要的。在水质检测中，荧光检测技术是一项新型且高效的技术，与以往传统的检测技术相比，具有十分有利的优势，其能快速获取检测结果，且检测结果具有极高的准确性。与此同时，还有效弥补了传统检测方法的缺陷，极大地提高了水质检测技术水平。

参考文献

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