生物傳感器專題教育課件市公開課金獎市賽課一等獎課件

1、生物傳感器第1頁回顧 生物傳感器是利用生物要素與物理化學檢測要素組合在一起對被分析物進行檢測裝置。 生物傳感器包含三個部分：敏感生物元件及分子識別元件（生物材料如生物組織、微生物、細胞器、細胞感受器、酶、抗體、核酸等，生物派生材料或者類生物材料）。這些敏感生物元件能夠經(jīng)過生物工程來創(chuàng)造。 連接二者轉(zhuǎn)換器 ，信號轉(zhuǎn)換器檢測元件（用如光學、壓電、電化學、溫度或者電磁等物理化學方式工作）電子測量儀第2頁糖類傳感器和L-乳酸傳感器葡萄糖傳感器傳感器測量原理如圖所表示。傳感器由電極部分和反應劑層組成。反應劑層主要成份是酶和氧化型電子受容體。當供給試料液時，因為酶作用基質(zhì)選擇性地氧化。同時氧化型電子受容體

2、發(fā)生還原反應。還原型電子受容體濃度和基質(zhì)濃度相關聯(lián)。當加電壓到電極上時，還原型電子受容體發(fā)生氧化，依據(jù)氧化生成電流，可算出基質(zhì)濃度。第3頁糖類傳感器和L-乳酸傳感器傳感器結(jié)構(gòu)和制造方法，如圖所表示。在樹脂板上，用印刷法制成銀條和絕緣層，電極 ( 作用電極和對電極)是碳片。用銀線接通電極和測量器，作用電極面積為 1平方毫米，將酶和試劑制成溶液，滴在電極上，干燥后形成反應試劑層，將反應試劑層夾在蓋板和隔子間，放在作用電極之上?？臻g部分約 3l，這么就組成了傳感器. 測量時，將傳感器裝在測定器上 , 測定器 自動 接上電源，進入工作狀態(tài)。傳感器尖端部分，接 觸試料液。因為毛細管作用 , 試料液進入空

3、間部分。試料液被反應試劑層吸收后，酶就發(fā)生作用。經(jīng)規(guī) 定時間后在測量器作用 電極和對 電極問加上規(guī) 定電壓脈沖，就能得到氧化電流、 依據(jù)氧化電流算出基質(zhì)濃度，由L C D ( 液晶顯示器)顯示出來。第4頁糖類傳感器和L-乳酸傳感器葡萄糖是自然界廣泛存在單糖 ，是生物代謝 不可缺乏物質(zhì) 。葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用 下，發(fā)生選擇性氧化氧化型電子受容體 Fe(CN)63- 變成 Fe(CN)64- ： 一 ，得到氧化電流值。依據(jù)氧化電流值，可算出葡萄糖濃度。這一過程中電化學反應 以下兩式所表示：用葡萄糖傳感器測量結(jié)果，如圖 4所表示。從圖可看到，葡萄糖濃度和傳感器電流 ( 氧化電流) 基本上是線性關

4、系。第5頁糖類傳感器和L-乳酸傳感器蔗糖傳感器 蔗糖是食品中廣泛含有成份，蔗糖傳感器 電化學反應式如式( 4 ) 所表示，蔗糖傳感器是使用轉(zhuǎn)化 酶( INV) 、旋酶( MUT) 和葡萄糖氧化酶 氧化型電子 受容體也是Fe(CN)63-，其電化學反應式為第6頁糖類傳感器和L-乳酸傳感器果糖傳感器果糖是果實中主要糖類 測試果糖和葡萄糖 可評價果實甘昧。果糖摶感器工作原理相同于 葡萄糖傳感器。在酶作用下，果糖發(fā)生氧化同時生成亞鐵氰化鉀依據(jù)氧化電流值 ，可定量測出果糖濃度 。第7頁糖類傳感器和L-乳酸傳感器L -乳酸傳感器 食品中乳酸量控制和測量，對發(fā)酵工程管理、乳酸飲料制造、品質(zhì)控制 都有主要關系

5、 。L - 乳酸傳感器和前述糖類傳感器一樣也是用亞鐵氰化鉀作氧化型電子受容體，酶是用尤其乳酸氧化酶( COD) ，其反應式為： 第8頁在食品分析中應用果汁含糖量定量分析對糖分定量測量,對果品類加工食 品制造工藝 、原料和產(chǎn)品質(zhì)量管 理 ,對果品熟度 ( 甘味) 品質(zhì)評 價等 ,都是很主要.表 1 是對果汁含葡萄 糖和蔗糖定量測量結(jié)果比較和調(diào)整液體色層分離法( HPLC) 比較.能夠看出,傳感器測出含糖量偏低些但總來說,還是有良好相關性 。 第9頁在食品分析中應用乳酸飲料中 L -乳酸足量分析 乳酸傳感器可對市售乳酸飲料中 L - 乳酸進行定量測量 。傳感器反應試劑層 中，含0.2M 磷酸緩沖液。將不 同類 乳 酸飲料加水1 0倍稀釋后,在試料液pH值在