微生物传感器与BOD测定.ppt

参考文献 1.周勤等 ,BOD微生物传感器快速测定法的适用性探究 . 上海市环境监测中心上海 200030 2.赵利民等,快速生化需氧量微生物传感器的应用. 应用化学. 第29卷第7期2012年7月 3.郏建波等,生化需氧量微生物传感器的研究进展.分析化学(FENXI HUAXUE) 评述与进展.第6 期 742～748 4.叶裕才等,生物传感器快速测定生化需氧量的研究.分析化学( FENXIHUAXUE) 评述与进展.第3期405～410 5.肖美丽等,微生物传感器快速测定生化需氧量. 济南市环境保护科学研究所，济南25001 6. HJ／T86—2002水质生化需氧量(BOD)的测定微生物传感器快速测定法 6、微生物传感器的发展展望 微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单，其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。现已有报道加入专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。另外，测定对象中的毒害因素如重金属和有毒有机物是影响微生物传感器稳定响应和寿命的关键因素，也是微生物传感器市场化的主要控制因素。因此，开发新的固定化技术，利用微生物育种、基因工程和细胞融合技术研制出新型、高效耐毒性的微生物传感器是该领域科研工作者面临的课题。相信微生物传感器作为一个具有发展潜力的研究方向，定会随着生物技术、材料科学、微电子技术等的发展取得更大的进步，并逐步趋向微型化、集成化、智能化。 微生物的固定化 常用的微生物固定化方法：吸附法、共价交联法、包埋法 （1）吸附法 吸附法是利用载体与微生物细胞间简单的物理吸附进行固定，即将菌悬液离心，过滤到醋酸纤维膜、滤纸或尼龙网膜上。也可借助于载体和细胞表面的静电作用，将细胞吸附在离子交换树脂膜上。此法最早被采用，其优点是对微生物无毒害，操作简便；其缺点是微生物易泄漏损失，造成传感器稳定性差。 （2）共价交联法 这种方法是通过交联剂把活细胞以共价键结合到载体上。交联剂有异氰酸盐、氨基硅烷、戊二醛及氰尿酰氯等。应用该法时由于共价键形成往往毒害了活细胞，故其应用受到一定限制。 （3）包埋法 包埋法是最常用的固定化微生物的方法。该法是将微生物活细胞包埋于适当的立体网状材料中，常用的包埋材料有聚丙烯酰胺凝胶、角叉菜聚糖凝胶、海藻酸钙凝胶、琼脂、骨胶原等。聚丙烯酰胺凝胶是目前包埋细胞用途最广的一种。 该法的优点是对微生物细胞活性影响较小,微生物不易流失,膜的孔径和几何形状可以控制,膜稳定性高,可长时间储藏。缺点是分子过大的底物在凝胶网格内扩散较困难，因此不适合大分子底物的测定。 微生物传感器 ——测定BOD 主要内容 1、微生物传感器的特点 2、微生物传感器的原理 3、微生物传感器的制备 4、微生物传感器的应用 5、微生物传感器的应用实例 6、微生物传感器的发展展望 生物传感器 按所用分子识别元件的不同 按信号转换元件的不同 按对输出电信号的不同测量方式 酶传感器 微生物传感器 组织传感器 细胞传感器 免疫传感器 电化学生物传感器 半导体生物传感器 测热型生物传感器 测光型生物传感器 测声型生物传感器 电位型生物传感器 电流型生物传感器 伏安型生物传感器 微生物传感器是生物传感器的一个重要分支。1975 年Divies 制成了第一支微生物传感器,由此开辟了生物传感器发展的又一新领域。 在不损坏微生物机能情况下，可将微生物固定在载体上制作出微生物传感器。 1、微生物传感器的特点 同一般酶电极相比，微生物传感器具有以下优点： 1） 稳定性好，使用寿命长 2） 微生物传感器响应迟钝时，可将其放在培养介质中浸泡使之恢复 3） 细菌细胞中一般含有多种酶，对于需要多种酶的反应，微生物传感器提供了方便 4） 有些酶至今尚无分离办法，可用含有该酶的细菌组成传感器 5） 微生物传感器可以克服酶价格昂贵、提取困难和不稳定的缺点 微生物传感器的不足之处： 1） 由于细菌细胞内含有多种酶，使一些微生物传感器的选择性和灵敏度受到限制 2） 因底物需要通过细胞壁扩散，所以微生物传感器响应时间较长 2、微生物传感器的原理 微生物传感器由固定化微生物、换能器和信号输出装置组成,利用固定化微生物代谢消耗溶液中的溶解氧或产生一些电活性物质并放出光或热的原理实现待测物质的定量测定,原理见下图： 微生物传感器原理示意图 固定化微生物是传感器的信息捕捉功能元件，是影响传感器性能的核心部件。它既要求将微生物限制在一定的空间,不流失，又要求保持微生物的固有活性和良好的机械性能。固定化技术决定传感器的稳定性、灵敏性和使用寿命等性能指标。 最早应用的换能器是电化学电极,主要有氧电极、二氧化碳电极等;随后出现了燃料电池、光敏二极管、场效应晶体管等其他类型的换能器。离子