生物传感器专题教育课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

生物传感器生物传感器第1页回顾 生物传感器生物传感器是利用生物要素与物理化学检测要素组合在一起对被分析物进行检测装置。生物传感器包含三个部分：敏感生物元件及分子识别元件分子识别元件（生物材料如生物组织、微生物、细胞器、细胞感受器、酶、抗体、核酸等，生物派生材料或者类生物材料）。这些敏感生物元件能够经过生物工程来创造。连接二者转换器，信号转换器信号转换器检测元件（用如光学、压电、电化学、温度或者电磁等物理化学方式工作）电子测量仪电子测量仪第2页糖类传感器和L-乳酸传感器葡萄糖传感器传感器测量原理如图所表示。传感器由电极部分和反应剂层组成。反应剂层主要成份是酶和氧化型电子受容体酶和氧化型电子受容体。当供给试料液时，因为酶作用基质选择性地氧化。同时氧化型电子受容体发生还原反应。还原型电子受容体浓度和基质浓度相关联。当加电压到电极上时，还原型电子受容体发生氧化，依据氧化生成电流，可算出基质浓度。第3页糖类传感器和L-乳酸传感器l传感器结构和制造方法，如图所表示。在树脂板上，用印刷法制成银条和绝缘层，电极(作用电极和对电极)是碳片。用银线接通电极和测量器，作用电极面积为 1平方毫米，将酶和试剂制成溶液，滴在电极上，干燥后形成反应试剂层，将反应试剂层夹在盖板和隔子间，放在作用电极之上。空间部分约 3l，这么就组成了传感器.l 测量时，将传感器装在测定器上,测定器 自动 接上电源，进入工作状态。传感器尖端部分，接 触试料液。因为毛细管作用,试料液进入空间部分。试料液被反应试剂层吸收后，酶就发生作用。经规 定时间后在测量器作用 电极和对 电极问加上规 定电压脉冲，就能得到氧化电流、依据氧化电流算出基质浓度，由L C D(液晶显示器)显示出来。第4页糖类传感器和L-乳酸传感器葡萄糖是自然界广泛存在单糖，是生物代谢 不可缺乏物质。葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用 下，发生选择性氧化氧化型电子受容体 Fe(CN)63-变成 Fe(CN)64-：一，得到氧化电流值。依据氧化电流值，可算出葡萄糖浓度。这一过程中电化学反应 以下两式所表示：用葡萄糖传感器测量结果，如图 4所表示。从图可看到，葡萄糖浓度和传感器电流(氧化电流)基本上是线性关系。第5页糖类传感器和L-乳酸传感器蔗糖传感器 蔗糖是食品中广泛含有成份，蔗糖传感器 电化学反应式如式(4)所表示，蔗糖传感器是使用转化 酶(INV)、旋酶(MUT)和葡萄糖氧化酶 氧化型电子 受容体也是Fe(CN)63-，其电化学反应式为第6页糖类传感器和L-乳酸传感器果糖传感器果糖是果实中主要糖类 测试果糖和葡萄糖 可评价果实甘昧。果糖抟感器工作原理相同于 葡萄糖传感器。在酶作用下，果糖发生氧化同时生成亚铁氰化钾依据氧化电流值，可定量测出果糖浓度。第7页糖类传感器和L-乳酸传感器L-乳酸传感器 食品中乳酸量控制和测量，对发酵工程管理、乳酸饮料制造、品质控制 都有主要关系。L-乳酸传感器和前述糖类传感器一样也是用亚铁氰化钾作氧化型电子受容体，酶是用尤其乳酸氧化酶(COD)，其反应式为：第8页在食品分析中应用果汁含糖量定量分析果汁含糖量定量分析对糖分定量测量,对果品类加工食 品制造工艺、原料和产品质量管 理,对果品熟度(甘味)品质评 价等,都是很主要.表 1 是对果汁含葡萄 糖和蔗糖定量测量结果比较和调整液体色层分离法(HPLC)比较.能够看出,传感器测出含糖量偏低些但总来说,还是有良好相关性。第9页在食品分析中应用乳酸饮料中乳酸饮料中 L-乳酸足量分析乳酸足量分析 乳酸传感器可对市售乳酸饮料中 L-乳酸进行定量测量。传感器反应试剂层 中，含0.2M 磷酸缓冲液。将不 同类 乳 酸饮料加水1 0倍稀释后,在试料液pH值在3.8 4.7范围内进行测量 将生物传感器和生物分析器（型 号 2 7 0 0)测量结果进行比较，如表2所表示，能够看出，二者测量结果比较一致。第10页