生物传感器在环境监测中的应用讲解.ppt

生物传感器在环境监测中的应用 简要介绍了生物传感器的原理、分类和发展概况，着重讲述了其在环境监测方面的应用。综述了测定双酚A、Hg2+、Pb2+、、农药残留，卤代烃污染物的水环境监测的生物传感器。 生物传感器是对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）与适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。根据生物传感器中分子识别元件即敏感元件可分为五类：酶传感器，微生物传感器，细胞传感器，组织传感器和免疫传感器。 生物传感器发展概况 生物传感器发展概况 生物传感器的工作原理如下： 待测物→生物识别元件→信息→信号转换→电信号或光信号→信号放大信息处理→信号输出 近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前，光纤生物传感器的应用也越来越广泛。 生物传感器在环境监测中的应用 1：酶生物传感器检测酚 2 用于检测环境污染物的酵母生物传感器 3 氧化石墨烯生物传感器检测双酚A 4 倏逝波光纤生物传感器检测Pb2+和Hg2+ 5 荧光生物传感器检测农药残留物 摘要 近年来，食品工业和环境和医疗卫生领域酚类化合物的监测有重大的意义。传统的这些化合物的检测和定量的方法有分光光度法和色谱法，但是耗时和昂贵。然而，漆酶的生物传感器是一种快速的方法，能在线监测这些化合物。我们讨论的主要传导原则。我们根据电化学原理分为电流型、伏安法、电位、电导传感器。我们将光学传感器分为荧光和吸收。安培传感器的方法是最广泛的研究和应用酶生物传感器。光学生物传感器比其他生物传感器具有更高的灵敏度。漆酶的生产由少数菌属为主：栓菌，曲霉，和灵芝。 酶生物传感器机理 酶生物传感器机理 漆酶的催化机制开始于T1铜给电子给底物，随后从减少T1内部电子转移到T2和T3铜。T3铜功就像在好氧氧化过程中两电子受体，其中T2铜的存在是必要的。氧还原成水发生在T2和T3集群，通过过氧化物中间体。 漆酶是不能直接氧化非酚类底物或具有高氧化还原电位的大分子。在这样的背景下，漆酶介体物质作为漆酶中间基板，产生高氧化还原电位中间能够间接氧化非酚类底物。 酵母生物传感器 酵母生物传感器因为相比其他传感技术它具有各种优势，所以主要用来筛选和检测环境污染物。另一方面，在一些情况下许多限制仍然是关于它们的最佳性能和适用性，如低浓度样品和现场测试。酵母生物传感器，特别侧重于筛选和评估环境污染物的影响。 （1）化学或环境样本的制备（例如，提取或预浓缩的样品）和酵母细胞的曝光（曝光时间变化取决于酵母）。 （2）该化合物在酵母细胞中引发生物反应，如报告基因的诱导活性损害或代谢反应。 （3）与生物反应有关的信号是 （4）测量、放大和用一个电子换能器转化成可量化的值进行分析，以评估化学物质的影响或环境样品。 酵母生物传感器 酵母生物传感器是用于化合物的检测的合适的筛选工具，在某些情况下，他们用于环境监测的具有一定的局限性，如比哺乳动物细胞具有较低的灵敏度。然而，随着检测系统的改进，和新的特定的生物传感器的发展，最近已经实现。结果表明，酵母生物传感器现在可以替代的其他分析工具，并正在被标准化作为环境监测。然而，目前覆盖的酵母生物化合物的数量限制了生物降解有机物（BOD测定）、内分泌干扰物、金属、细胞毒素和抗生素。只能检测少部分的环境污染物。因为监测所有潜在的有毒化合物是不可能的。发展的合理的优先级方案是未来的筛选程序的一个主要挑战。进一步发展酵母生物传感器的新类别和提高灵敏度，检测低浓度的分子。 氧化石墨烯氧化物生物传感器检测双酚A 双酚A（BPA），聚碳酸酯（PC），环氧树脂和塑料行业的一种重要的工业化学品，作者基于氧化石墨烯和防BPA适配体设计了一种检测双酚A的新方法。氧化石墨烯可以特异性地吸附和淬灭荧光修饰的单链DNA探针。同时，BPA可以结合抗双酚A适配体并防止核酸适体吸附在氧化石墨烯（GO）表面。不同浓度的双酚A下，基于目标诱导抗BPA适体和相互作用的荧光修饰抗BPA适体之间的构象变化,实验结果表明，荧光信号的强度改变。在范围0.1−10毫微克/毫升内，获得了检出限为0.05 ng