光电信息学院新型传感器教育部重点试验室谢光忠制作.PPT

生化战剂传感器的必威体育精装版进展 内容 生化战剂的分类 生化战剂的特点 生化传感器的原理 生化传感器的分类 发展方向 生化战剂 化学战剂 （1）神经毒剂、（2）糜烂性毒剂（如芥子气）、（3）全身中毒性毒剂、 （4）失能性毒剂、 （5）窒息性毒剂等等 生物战剂 细菌、病毒、真菌、原生动物、依原体 毒素 毒蛋白类、小分子类毒素 神经毒剂、芥子气中毒的机理 细菌、病毒、真菌、原生动物、依原体等中毒的机理 寄生在人体内引起呼吸. 消化. 排泄.内分泌等生理系统的功能混乱 如:依原体能引起肺炎及网状内皮系统的改变 原生动物弓形虫生活史说明了它能长期在人体内生存和感染人 生化战剂的特点 不易察觉，需要特殊的检测设备。 危害性相当大。 生产越来越容易。 生化传感器的原理 1.1 生物传感器的原理与结构 1.2 生物学反应信息和相关的换能器 1.1 生化传感器的原理与结构 生物学反应信息和相关的换能器 生物传感器的分类--分类方法 根据分子识别元件的不同,它分为酶电极、组织电极、微生物电极、免疫电极和酶免疫电极。 根据所使用的电极的不同，它分为玻璃电极、压电晶体、场效应管、声表面波、光纤、表面等离子体等。 检测神经毒剂的生化传感器（一.荧光光纤-光导纤维检测法） 二. 检测对象 1.塔崩, 2. 沙林, 3. 芥子气 三. 具体方法 使用的材料及处理 A. 在一个转盘中加入试剂BG-11和N.COMMUNE这种无菌的组织用一个400W的高压钠灯且光照为1000 uE/m2.S培养两个星期. B. 用光照为50 uE/m2.S的荧光灯照加入在转盘中试剂 C.ulgaris培养两个星期. C. Nostoc试剂需要打断其大的克隆分子悬浮在试剂BG-11中重新收集. D. 单分子细胞的绿藻. E. 提取叶绿素a和b F. 每升BG-11的试剂中加入1.2-6微克的叶绿素及上述的A. B. C溶液,混合均匀后取0.2-0.6毫升溶液涂敷于光纤表面. 2.测试设备 A. 照射传感器用Walz-XE-PAM荧光装置(带有特殊的具有光化性质的卤素元素灯) B. OS1-FL光纤 C. OS5-FL荧光测试装备有一种能改善信噪比的 光二极管. 3. 测试步骤 A. 背景荧光 B. 测在空气流中的荧光值 C. 测在空气中加入神经毒剂后的荧光值 4. 测试结果 加入不同浓度的芥子气后由Nostoc传感器测出的荧光量子产物 C.Vulgaris一种海藻生物传感器所测出的荧光响应 Nostoc传感器测出在加入沙林后的荧光响应曲线 测试结果 2 1. 塔崩9-10 ug/L 2. 沙林10-20ug/L 3. 芥子气5.2mg/L 二. 酶基的生化传感器 沙林等神经毒剂的分子结构 酶与神经毒剂之间的生化反应 酶的固定方法 利用场效应管来检测的原理 举例 1. 沙林等神经毒剂的分子结构 2.酶与神经毒剂之间的的生化反应 3.酶的固定方法 A. 吸附法:把酶吸附在一种载体的表面 B. 包埋法:把酶埋在载体之中 C. 交联法: 利用酶与交联剂之间所产生的化学反应而把酶固定下来. 4.利用场效应管来检测的原理 若MOSFET的阈值电压以Vth（MOST）表示, 则其Vth（MOST）=?ms- 2?F -（Qss- Qsc）/Cox 若H+-FET的阈值电压以Vth（ HFET ）表示， 则其Vth（HFET）= Vth（MOST）-Eref +?ij- ?eo +X eo -?m/q = Vth（MOST）+ VEI + S.pH （pH=-lg[H+]） H+-FET的输出特性为： 当在线性区时， IDS=?[（VGS-Vth）VDS –VDS2/2]； 当在饱和区时， IDS=? （VGS-Vth） /2 其中 ?=W.Cox..μ. /L 6.举例 A. 实验装置图 B. 使用的材料 C. 关键的处理 D. 测试设备 E. 测试步骤 F. 测试结果 A. 实验装置图 B. 使用的材料处理 有机磷水解酶(OPAA) 缓冲溶液采用NH4Cl与氨水配成的Michaelis缓冲体系 MnCl2加入溶液中用来提高离子强度,增加溶液的导电能力. C. 关键的处理 有机磷水解酶分离与提纯 酶的固定 首先, 栅区涂有多孔陶瓷材料硅基清洗干净后用硅烷化试剂处理使硅的表面硅烷化. 其次, 用戊二醛处理 最