食品安全與生物傳感器技術(shù)(編輯修改稿)
2025-01-31 18:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 min內(nèi)催化形成 1μmol產(chǎn)物的酶量（或轉(zhuǎn)化 1mo1底物的酶量） ． 特定條件一般是指選定的條件，如溫度為 25℃ ， 30℃ ，37℃ ，最適 pH,底物為飽和溶液． 酶?jìng)鞲衅? ? 它將活性物質(zhì)酶覆蓋在電極表面 ,酶與被測(cè)的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物反應(yīng) ,形成一種能被電極響應(yīng)的物質(zhì)。 ? 1967年 Updick和 Hicks將固定化的葡萄糖氧化酶膜結(jié)合在氧電極上 ,做成了第一支葡萄糖電極；此后 ,這類酶?jìng)鞲衅魍ǔＪ峭ㄟ^(guò)檢測(cè)產(chǎn)物 H2O2的濃度變化或氧的消耗量來(lái)檢測(cè)底物。 ? (1)溶解氧的變化可能引起電極響應(yīng)的波動(dòng) 。 ? (2)由于氧的溶解度有限 ,當(dāng)溶解氧貧乏時(shí) ,響應(yīng)電流明顯下降而影響檢測(cè)限 。 ? (3)傳感器響應(yīng)性能受溶液 pH值和溫度影響較大 葡萄糖電極 缺點(diǎn) : ? 依據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的類型 ,酶?jìng)鞲衅鞔笾驴煞譃槊鸽姌O (主要包括離子選擇電極、氣敏電極、氧化還原電極等電化學(xué)電極 )、酶場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感器 (FET酶 )和酶熱敏電阻傳感器等 (2) 組織傳感器 (TissueSensor) ? 組織傳感器是以動(dòng)植物組織薄片中的生物催化層與基礎(chǔ)敏感膜電極結(jié)合而成 ,該催化層以酶為基礎(chǔ) ,基本原理與酶?jìng)鞲衅飨嗤?. ? 與酶?jìng)鞲衅鞅容^，組織傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)： ? . ? . ? . 動(dòng)物肝組織中含有豐富的 H2O2酶，可與氧電極組成測(cè)定 H2O2及其它過(guò)氧化物的組織電極． 1981年 Mascini等研究了數(shù)種哺乳動(dòng)物和其它動(dòng)物（鳥、魚、龜）的肝組織電極，翌年，報(bào)道了基于牛肝組織的 H2O2電極． 肝組織電極 若向溶液中通以氮?dú)?，以降低氧的溶解度 ，減少空氣平衡溶液中氧 的 殘 余 電 流 （ 約10μA） 至十分之幾微安 ， 檢測(cè)下限可降低至 1X105mol／ L， 相關(guān)系數(shù) R=(n＝ 9) 植物組織膜電極結(jié)構(gòu)圖解 b一果皮 , c中果皮 ,d內(nèi)果皮 1中果皮組織薄片 2固定化骨架 3透氣健 , 4墊圈 5內(nèi)電解質(zhì) 6復(fù)合 PH電極 7塑料電極體 二氧化碳?xì)饷綦姌O結(jié)構(gòu) (3) 微生物傳感器 ? 微生物傳感器分為兩類： – 一類是利用微生物在同化底物時(shí)消耗氧的呼吸作用； – 另一類是利用不同的微生物含有不同的酶。 ? 裝置：由適合的微生物電極與氧電極組成。 ? 原理：利用微生物的同化作用耗氧 ,通過(guò)測(cè)量氧電極電流的變化量來(lái)測(cè)量氧氣的減少量 ,從而達(dá)到測(cè)量底物濃度的目的 . ? 例如 ,熒光假單胞菌 ,能同化 葡萄糖 ；蕓苔絲孢酵母可同化 乙醇 ,因此可分別用來(lái)制備葡萄糖和乙醇傳感器，這兩種細(xì)菌在同化底物時(shí) ,均消耗溶液中的氧 ,因此可用氧電極來(lái)測(cè)定 ? 基于不同類型的信號(hào)轉(zhuǎn)換器 ,常見的微生物傳感器有電化學(xué)型、光學(xué)型、熱敏電阻型、壓電高頻阻抗型和燃料電池型， (4) 核酸傳感器 ? 依據(jù)生物體內(nèi)核苷酸順序相對(duì)穩(wěn)定 ,核苷酸堿基順序互補(bǔ)的原理而設(shè)計(jì)出核酸探針傳感器 ,即基因傳感器。 ? 基因傳感器一般有 10~30個(gè)核苷酸的單鏈核酸分子 ,能夠?qū)Ｒ坏嘏c特定靶序列進(jìn)行雜交從而檢測(cè)出特定的目標(biāo)核酸分子。 ? 根據(jù)換能器種類不同可分為電化學(xué)型、光學(xué)型、壓電免疫傳感器及表面等離子體共振型基因傳感器，這種傳感器可用于檢測(cè)食品中的病原體 ,為食品中病原體的鑒定提供了新的手段。 7 生物傳感器的應(yīng)用 ? 在食品分析中的應(yīng)用 ? 在發(fā)酵工程中的應(yīng)用 ? 在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 ? 在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 ? 在軍事上的應(yīng)用 ? 食品成分分析 ? 食品添加劑的分析 ? 農(nóng)藥和抗生素殘留量分析 ? 微生物和生物毒素的檢驗(yàn) ? 食品鮮度的檢測(cè) 一、酶生物傳感器 六、 生物傳感器在食品分析中的應(yīng)用 固定化酶可與各種轉(zhuǎn)換器組合成酶?jìng)鞲衅?，用?lái)檢測(cè)對(duì)應(yīng)的底物。我們把固定化酶與電化學(xué)電極組合而成的電化學(xué)酶?jìng)鞲衅饔址Q為酶電極，是利用吸附、共價(jià)、交聯(lián)、包埋等方法將酶固定化，然后與電化學(xué)檢測(cè)器件 復(fù)合而成。 用于固定酶電極的電化學(xué)器件 測(cè)電流： O H2O H2電極 測(cè)電位： H+、 CO NH3電極等 酶?jìng)鞲衅髟谑称奉I(lǐng)域的應(yīng)用： （一）酶?jìng)鞲衅髟谑称窢I(yíng)養(yǎng)成分分析過(guò)程中的應(yīng)用 葡萄糖＋ O2 葡萄糖酸內(nèi)酯＋ H2O2 （ 二）生物傳感器在食品安全監(jiān)督方面的應(yīng)用 摻假鑒定 農(nóng)藥及其殘留、重金屬、硝酸鹽等有害物質(zhì)檢測(cè) GOD 抗原是一種進(jìn)入機(jī)體后能刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的物質(zhì)。當(dāng)抗原進(jìn)入機(jī)體后刺激 B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。抗原和抗體可以特異性地結(jié)合。 免疫傳感器是利用生物體內(nèi)抗原與抗體專一性結(jié)合并導(dǎo)致電化學(xué)變化而設(shè)計(jì)的，分為 : 二、免疫傳感器 非標(biāo)記免疫傳感器 標(biāo)記免疫傳感器 幾種新型免疫傳感器及其在食品分析中的應(yīng)用： （一）酶免疫傳感器 （二）光尋址電位傳感器 （三）受體免疫傳感器 （四）光學(xué)免疫傳感器 （五）壓電免疫傳感器 （六）免疫芯片 生物芯片指包被在固相載體上的高密度 DNA、 抗原、細(xì)胞、組織的微點(diǎn)陣，主要包括芯片實(shí)驗(yàn)室、基因芯片、蛋白質(zhì)芯片等。如果在固相載體上包被抗原、抗體的微點(diǎn)陣，就構(gòu)成免疫芯片。 微生物傳感器是由載體結(jié)合的微生物細(xì)胞和電化學(xué)器件組成，目前已開發(fā)了兩種傳感器，一種是以微生物呼吸活性為指標(biāo)的呼吸型傳感器，一種是以微生物的代謝產(chǎn)物為指標(biāo)的電極活性物質(zhì)測(cè)定型傳感器。 三、微生物傳感器 在各種生物傳感器中，微生物傳感器最適合發(fā)酵工業(yè)的測(cè)定。 微生物傳感器可以對(duì)食品中的成分和毒物進(jìn)行檢測(cè)： 原材料及代謝產(chǎn)物的測(cè)定 微生物細(xì)胞總數(shù)的測(cè)定 代謝實(shí)驗(yàn)的鑒定 食品中毒素的檢測(cè) 組織傳感器的基本原理與酶?jìng)鞲衅飨嗤?，是把?dòng)植物組織薄片的生物催化層與基礎(chǔ)電極相結(jié)合，可看成是酶?jìng)鞲衅鞯难苌问健? 優(yōu)點(diǎn)：原料易得、成本低廉、靈敏度高、 穩(wěn)定性強(qiáng)、制作簡(jiǎn)單、使用方便。 四、組織傳感器 組織傳感器 動(dòng)物組織傳感器 植物組織傳感器 DNA生物傳感器 是一
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1