探究荧光检测技术在水质检测中的应用

马艳琴

身份证63212319880927052X

摘要：目前，饮用水安全问题备受关注，国家也制定了严格的饮用水标准，用于保障人们用水安全。其中，水质检测是保障饮用水安全的重要举措，实际工作中往往需要用到各项检测技术。本文主要以水质检测工作为研究切入点，对荧光检测技术的应用展开分析，以供参考。

关键词：荧光检测技术；水质检测；饮用水安全

一、荧光检测技术原理

（一）流式细胞术

流式细胞术主要用于对水中的颗粒物和悬浮物质进行分析，综合应用光电测量技术、流体动力学技术、计算机信息技术等多种技术手段，通过搭建完整的液流系统，实现对水样中某一细胞或细胞器的快速检测。该技术具有反应速度快、多参数测量等优势，不仅可用于对细胞的分析，还能精确实现对细胞的分选，综合了免疫学、细胞化学、电子学、流体力学等多门学科。

（二）荧光共振能量转移技术

其属于一种具有较长应用时间的技术，其属于两个距离较近的荧光分子之间产生一种能量转移关系的过程。作为供体的荧光分子所发射的光谱会被受体荧光分子吸收、重叠，两个分子之间的距离不会超过一般在1.0nm~10.0nm之间[1]。在严格距离要求条件下，两个荧光分子之间就会发生能量转移。

（三）ATP生物荧光检测技术

ATP即三磷酸腺苷，其能够与荧光素酶和荧光素发生化学反应，是目前常用的一种检测水质成分的技术手段。该技术的应用需要直接与ATP进行接触，其能够为微生物、细菌、真菌的生命活动提供能量，保证细胞生命周期的稳定性，通过对水中生物负荷的检测，反映出水质成分。该技术具有检测周期短、对设备消毒要求高等特点，能满足在移动条件下的实时监测。

二、水质检测中荧光检测技术的应用

（一）细菌水量检测

水质检测工作中细菌数量是重点检测对象，通过对水样中的细菌进行定量检测，明确水质质量。检测水中的细菌数量具有较强专业性和复杂性，对检测结果与实际存在的误差有严格要求。采用流式细胞检测技术，单个激光束能激发、标记细菌，并实现对荧光信息的检测。水质检测中采用流式细胞术能快速对水中细菌数量进行识别，一般在15min内就能得到水样检测结果。水中细菌含量的检测可以适当增加水样，便于直接检测出水中含有的有毒物质。饮用水中细菌浓度较小，如果只采用荧光检测技术，可能检测结果会受到细菌浓度与数量的限制，检测结果的准确性可能得不到保证。因此在实际检测前，需要适当增加水中微生物浓度，再通过免疫磁分离实现对目标细胞的捕获，从一定程度上可以提高靶细胞水平，有效规避实验目标外其他粒子带来的干扰，为提高水质检测的特异性提供有力保障。在对水中微生物含量进行检测时，可以采用ATP生物荧光检测技术，而稀释水中的微生物数量检测，可以通过膜过滤或者添加适当荧光剂、缓冲剂进行检测。

（二）离子浓度检测

由于水的硬度主要受离子浓度影响，在饮用水离子浓度过高的情况下，会导致大量金属元素在人体堆积，严重危害人体健康，因此对水中的离子浓度进行检测非常重要。传统的复杂滴定、方差分析、原子吸收光谱等检测方法存在一定不足，检测时间较短但无法保证检测结果的准确性，且检测流程十分复杂，采用荧光共振能量转移技术，可快速实现对水样中镁、钙等金属离子的测量，快速检测水质的硬度。通过在水溶液中添加纳米级黏土片状锂皂，能大幅提高检测仪器的感受度，便于更好地对水样中的离子进行测量，为提高饮用水安全创造良好条件。

（三）生物细胞检测

水中含有许多种类的微生物，特殊情况下可能要对某一类型的微生物进行检测、研究。要想实现对某一微生物的检测，可以采取流式细胞仪进行操作，通过对单个细胞成分、荧光强度展开研究分析，将细胞特性与反应特征作为检测依据，将细胞进行分离方便后续检测工作开展[2]。利用rRNA焦磷酸测序数据，适当与流式细胞仪进行结合，通过设备实时掌握水中微生物群落发展的变化，掌握水中生物群落的基本形态以及物质构成分子比例，此外，还可以检测水中的粒子浓度。

（四）消毒效果检测

针对饮用水的消毒，通常会添加适量消毒剂，起到对水的消毒和杀菌效果，在围绕饮用水的消毒展开评价时，要重视对消毒剂用量的检测，明确其对水中细菌产生的影响。消毒剂浓度和完整细胞百分比之间具有相关性，因此可以对消毒剂的浓度进行检测，利用流式细胞仪对消毒前后水样中的完整细胞、总细胞浓度变化等进行检测，便于了解消毒剂在水样处理中所起到的消毒效果。例如，使用细菌活力试剂盒中的染色剂SYTO-9TM与碘化丙锭，SYTO-9TM可以渗透细胞膜让细胞被染成绿色，碘化丙锭无法穿透膜未受损的细胞，但是可以穿透膜受损的细胞，使用两种燃料可以结合产生红色发荧光的细胞，将两种染色剂进行混合、溶解、稀释后，通过在室内黑暗环境下（20℃）对样品进行观测，随后使用激光扫描共聚焦显微镜观测结果。

三、水质检测中荧光检测技术的前景分析

荧光检测技术是目前比较前沿的水质检测技术，能有效克服传统检测技术中存在的不足，能节省大量检测时间，单位面积内大幅降低检测消耗的资金成本，并且该技术在检出活细胞浓度上的优势是其他检测技术难以实现的，因此在未来的水质检测中，要做好对荧光检测技术的推广[3]。ATP生物荧光检测技术由于在检测效率上有着显著优势，且操作较为便捷，能有效检出水样中的微生物数量，但容易受检测条件中能量的限制以及外界外生物含量影响，因此在对低浓度水样的检测中，不建议采用该技术。流式细胞技术与荧光共振能量转移技术在操作灵活性、操作便捷性上有良好优势，具有巨大检测价值，在水质检测中对离子、毒素、微生物的检测比较使用。不过流式细胞检测技术的成本费用较高，特别是需要用到的仪器设备比较昂贵，检测试剂的成本较高，不利于大面积推广。使用激光扫描共聚焦显微镜能直观对水样中的成本进行检测，不需要投入额外成本，也不需要专门对细胞进行培育，不过制样过程比较复杂，对检测人员来说是一项新的挑战。

结语：综上所述，通过分析本文认为在水质检测中荧光检测技术有着巨大应用价值，不同检测方法适用于不同检测范围，需要根据实际情况确定合适的检测方法，确保能得出最准确的检测结果，进一步给人们的饮用水安全提供保障。

参考文献

[1]蒋芳. 原子荧光检测技术在食品检测中的应用[J]. 食品安全导刊,2021,(21):171+173.

[2]张玉燕. 生物检测技术在水质检测中的应用探析[J]. 当代化工研究,2021,(14):111-112.

[3]白宇. 重金属检测技术在水质检测分析中的应用[J]. 食品安全导刊,2020,(26):26-27.