第8章生物传感器讲述.ppt

学习目的 主要内容 8.1 生物传感器的工作原理 SBA-40型谷氨酸(乳酸)-葡萄糖双功能分析仪 8.2 最常用的生物传感器 8.2.2 葡萄糖传感器 葡萄糖是典型的单糖类，是一切生物的良好能源，测定血液中葡萄糖浓度对糖尿病患者作临床检查是很重要的。葡萄糖传感器是以葡萄糖氧化酶(GOD)为生物催化剂，氧电极为电化学测量装置，通过测定酶作用后氧含量的变化实现对糖的量的测量，如图8-4所示。 8.2.3 微生物传感器 1．好气性微生物传感器 2．厌气性微生物传感器 8.2.4 免疫传感器 8.3 生物传感器的应用 应用 本章小结 生物传感器是在基础传感器上再耦合一个生物敏感膜而形成的，被测量溶液中待测定的物质经扩散作用进入生物敏感膜层，经分子识别或发生生物学反应，其所产生的信息可通过相应的化学或物理原理转变成可定量和可显示的电信号，通过电信号的分析就可知道被测物质的成分或浓度。 酶传感器—由分子识别功能的固定化酶膜与电化学装置两部分构成。由于酶是蛋白质组成的生物催化剂，能催化许多生物化学反应，生物细胞的复杂代谢就是由成千上万个不同的酶控制的。酶的催化效率极高，而且具有高度专一性，即只能对特定待测生物量（底物）进行选择性催化，并且有化学放大作用。 葡萄糖是典型的单糖类，是一切生物的良好能源，测定血液中葡萄糖浓度对糖尿病患者作临床检查是很重要的。葡萄糖传感器是以葡萄糖氧化酶(GOD)为生物催化剂，氧电极为电化学测量装置，通过测定酶作用后氧含量的变化实现对糖的量的测量。 本章小结 微生物传感器—分为好气性微生物传感器和厌气性微生物传感器两大类。 好气性微生物—生存在含氧条件下，生长过程离不开氧，它吸入氧气而放出二氧化碳，这种微生物的呼吸可用氧电极或二氧化碳电极来测定。 厌气性微生物的生长会受到氧的妨碍，可由其生成的二氧化碳或代谢产物量来测定其生理状态。当测定微生物的代谢生成物时，可用离子选择电极来测定 。 免疫传感器的基本原理就是免疫反应，它是利用抗体能识别抗原并与抗原结合的功能而制成的生物传感器。利用固定化抗体（或抗原）膜与相应的抗原（或抗体）的特异反应，此反应的结果使生物敏感膜的电位发生变化。 复习思考题 1．生物传感器的工作原理是什么？ 2．举例说明酶传感器的应用。 3．微生物传感器分为哪几种？各有何特点？ 4．葡萄糖传感器的工作原理是什么？ 5．举例说明葡萄糖传感器的应用。 返回本章目录 返回本章目录 * 第8章 生物传感器 掌握生物传感器的工作原理及分类 掌握酶传感器的原理及应用 掌握葡萄糖传感器的原理 熟悉免疫传感器的原理 了解微生物传感器的分类及原理 了解生物传感器的应用 8.1 生物传感器的工作原理 8.2 最常用的生物传感器  8.3 生物传感器的应用 本章小结 复习思考题 返回主目录 生物传感器是在基础传感器上再耦合一个生物敏感膜而形成的，生物功能膜上(或膜中)附着有生物传感器的敏感物质，被测量溶液中待测定的物质经扩散作用进入生物敏感膜层，经分子识别或发生生物学反应，其所产生的信息可通过相应的化学或物理原理转变成可定量和可显示的电信号，通过电信号的分析就可知道被测物质的成分或浓度。 图8-1 生物传感器工作原理示意图 血糖－乳酸测定流程 体育上耐力训练 手掌型葡萄糖(glucose)分析仪 工厂发酵车间化验 员正在分析样品 发酵工厂谷氨酸-葡萄糖分析 进样帽位于反应池上部。可以从此处注入样品或标准液 仪器处在随时通电状态，测定时按一下开关 德国研发的环境废水BOD分析仪 按识别功能膜分类 生物传感器的生物功能膜起分子识 别的作用，它决定传感器的选择性. 返回本章目录 酶传感器由分子识别功能的固定化酶膜与电化学装置两部分构成。由于酶是蛋白质组成的生物催化剂，能催化许多生物化学反应，生物细胞的复杂代谢就是由成千上万个不同的酶控制的。酶的催化效率极高，而且具有高度专一性，即只能对待定待测生物量（底物）进行选择性催化，并且有化学放大作用，因此利用酶的特性可以制造出高灵敏度、选择性好的传感器。 酶的催化反应公式： 8.2.1 酶传感器 酶的催化作用是在一定的条件下使底物分解，故酶的催化作用实际上是加速底物的分解速度。 当把装有酶膜的酶传感器插入试液时，被测物质在固定化酶膜上发生催化化学反应，生成或消耗电极活性物质(如O2、H2O2、CO2、NH3等)，用电化学测量装置(如电极)测定反应中电极活性物量的变化，电极就能把被测物质的浓度变换成电信号，从被测物质浓度与电信号之间的关系就可测定未知浓度，如图8-3所示。 图8-3 酶传感器的原理示意图 利用酶传感器可以测定各种糖、氨基酸、酯质和无机离子等，在医疗、食品、发酵工业和环境分析等领域获得多