微生物传感器.pptxVIP

微生物传感器;主要内容;1、前 言;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。 ;2、微生物传感器的特点及其影响因素;微生物传感器的不足之处：;2.2 影响传感器响应的因素;3、微生物传感器的原理; 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。;微生物传感器;呼吸活性测定性微生物传感器; 呼吸活性型微生物传感器由固定化需氧性细菌膜和氧电极组合而成。它是以细菌呼吸活性物质为基础测定被测物的。当将该传感器插入含有饱和溶解氧的试液中时，试液中的有机物受到细菌细胞的同化作用，细菌细胞呼吸加强，扩散到电极表面上氧的量减少，电流减小。当有机物由试液向细菌膜扩散速度达到恒定时，细菌的耗氧量也达到恒定，此时扩散到电极表面上的氧量也变为恒定，因此产生一个恒定电流。此电流与试液中的有机物浓度存在定量关系，据此可测定有关有机物。;代谢活性测定性微生物传感器; 代谢活性型微生物传感器由固定化的厌氧菌膜和相应的电化学传感元件组合而成。它是以细菌代谢活性物质为基础测定被测物的。此类细菌摄取有机物产生各种代谢产物，若代谢产物是氢、甲酸或各种还原型辅酶等，则可用电流法测定；若代谢产物是二氧化碳、有机酸（氢离子）等，则可用电位法测定。根据测定的电流或电位便可得到有机物浓度的信息。;4、微生物传感器的制备;4.1 微生物的固定化;（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。 ;;4.2 微生物传感器的电化学装置; 此外，微生物传感器中应用的换能器还有燃料电池型电极(氢气检测)、二氧化碳电极，氨电极、pH电极，其中除燃料电池型外，其余大部分是以电势为基础??，虽然测定范围比较广，但不足的是它们对其他污染物有响应且检测限度低。;4.3 微生物传感器的组装;5、微生物传感器的测定系统; 当输出电流变得稳定时，将100μl样品溶液注射入传感器室，下图给出了一个典型的电极响应曲线。 ;5.2 流动测定系统; 一般来说，微生物传感器具有较长的使用寿命，但其保养也是十分重要的。正常情况下，微生物传感器应贮存于无营养物、40℃的磷酸缓冲液中，以保持固定化微生物的活性无明显变化。如果活性降低，则必须将传感器浸入营养介质一定时间直至新细胞生长而活性重新恢复。此外，因不能试用抗菌试剂（例如叠氮化钠、抗菌素等），所以防止污染比酶生物传感器就显得更为重要。;6、微生物传感器的应用;★在发酵工业领域，微生物传感器已应用于原材料、代谢产物的测定。应用微生物传感器可不受发酵过程中常存在的干扰物质的干扰，并且不受发酵液混浊程度的限制。; ★环境监测领域是微生物传感器应用最广泛的领域，其典型代表是BOD 传感器。它可以测定水中可生物降解有机物的总量即生化需氧量。另外，微生物遇到有害离子CN- ，Ag+ ，Cu2+等会产生中毒效应，可利用这一性质，实现对废水中有毒物质的评价。微生物传感器还可应用于测定多种污染物：NOx 气体传感器用于监测大气中氮氧化物的污染；硫化物微生物传感器用于测定煤气管道中含硫化合物；酚微生物传感器能够快速并准确地测定焦化、炼油、化工等企业废水中的酚。 ;7、微生物传感器的应用实例;Schematic diagram of BOD monitoring system for anaerobic wastewater treatment process;BOD values from BOD5 standard method and biosensor. Biosensor results in (a) and (b) were analyzed off-line.;Percentages of BOD reduction are shown in (c) where the data were plotted at 5-day intervals.;8、微生物传感器的发展展望;谢 谢！;2、微生物传感器的特点及其影响因素;微生物传感器的不足之处：; 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。;4.2 微生物传感器的电化学装置;★在发