本科生物傳感器ppt課件-wenkub.com
2026-01-04 18:05 本頁(yè)面
【正文】 由于具有高度特異性、靈敏性和能快速地探測(cè)化學(xué)戰(zhàn)劑和生物戰(zhàn)劑（包括病毒、細(xì)菌和毒素等）的特性， 生物傳感器將是最重要的一類(lèi)化學(xué)戰(zhàn)劑和生物戰(zhàn)劑偵檢器材 。 ?臨床應(yīng)用 ：用酶、免疫傳感器等生物傳感器來(lái)檢測(cè)體液中的各種化學(xué)成分，為醫(yī)生的診斷提出依據(jù)。 ? 根據(jù)換能器種類(lèi)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。如以生物組織作為分子識(shí)別元件，研究諸如微量元素作用等。 QCM具有在線(xiàn)跟蹤檢測(cè)微觀(guān)過(guò)程的變化，獲取豐富的在線(xiàn)信息的優(yōu)點(diǎn)，是其他方法無(wú)法比擬的。石英晶體傳感器的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上沿著與石英晶體主光軸成 35176。石英晶體微天平利用了石英晶體諧振器的壓電特性，將石英晶振電極表面質(zhì)量變化轉(zhuǎn)化為石英晶體振蕩電路輸出電信號(hào)的頻率變化，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)等其他輔助設(shè)備獲得高精度的數(shù)據(jù)。 ?裝置是：由適合的微生物電極與氧電極組成。 ? (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 。 所以出現(xiàn)了一類(lèi)能夠?qū)﹄x子或分子敏感的半導(dǎo)體器件 ， 并稱(chēng)之為化學(xué)敏感半導(dǎo)體器件 。 2．氧化還原電極 氧化還原電極是不同于離子選擇電極的另一類(lèi)電位型電極．這里指的主要是零類(lèi)電極。 生物傳感器組成部分 ? 一是生物分子 識(shí)別元件 (感受器 ),是具有分子識(shí)別能力的生物活性物質(zhì) (如組織切片、細(xì)胞、細(xì)胞器、細(xì)胞膜、酶、抗體、核酸、有機(jī)物分子等 )。 2 根據(jù)生物傳感器的 信號(hào)轉(zhuǎn)換器 可分為 電化學(xué) 生物傳感器、 半導(dǎo)體 生物傳感器、 測(cè)熱型 生物傳感器、 測(cè)光型 生物傳感器、 測(cè)聲型 生物傳感器等 3 根據(jù)生物傳感器中 生物分子識(shí)別元件上的敏感材料 可分為 酶 傳感器 、微生物 傳感器 、免疫 傳感器 、組織 傳感器 、基因 傳感器 、細(xì)胞及細(xì)胞器 傳感器。 ? 1967年 Updike等人實(shí)現(xiàn)了酶的固定化技術(shù) ,研制成功酶電極 ,這被認(rèn)為是世界上第一個(gè)生物傳感器 。 ? 它是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測(cè)與監(jiān)控方法 ,也是對(duì)物質(zhì)在分子水平上進(jìn)行快速和微量分析的方法 ? 生物傳感器的工作原理是待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入固定生物膜敏感層，經(jīng)分子識(shí)別而發(fā)生生物學(xué)作用，產(chǎn)生的信息如光、熱、聲等被相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換器變?yōu)榭啥亢吞幚淼碾娦盘?hào)，再經(jīng)放大并輸出，以電極測(cè)定其電流值或電壓值，從而換算出被測(cè)物質(zhì)的量或濃度。 將化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào) 酶?jìng)鞲衅鳛槔?,酶催化特定底物發(fā)生反應(yīng) ,從而使特定生成物的量有所增減 .能把這類(lèi)物質(zhì)的量的改變轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置和固定化酶耦合 ,即組成酶?jìng)鞲衅?.常用轉(zhuǎn)換裝置有氧電極、過(guò)氧化氫。 ? 20世紀(jì) 70年代中期后 ,生物傳感器技術(shù)的成功主要集中在對(duì)生物活性物質(zhì)的探索 、 活性物質(zhì)的固定化技術(shù) 、 生物電信息的轉(zhuǎn)換以及生物傳感器等研究 ,并獲得了較快的進(jìn)展 ,如 Divies首先提出用固定化細(xì)胞與氧電極配合 ,組成對(duì)醇類(lèi)進(jìn)行檢測(cè)所謂 “ 微生物電極 ” 。 生物親合型傳感器 被測(cè)物質(zhì)與分子識(shí)別元件上的敏感物質(zhì)具有生物親合作用，即二者能特異地相結(jié)合，同時(shí)引起敏感材料的分子結(jié)構(gòu)和 /或固定介質(zhì)發(fā)生變化。 ? 二是 信號(hào)轉(zhuǎn)換器 (換能器 ),主要有 電 化學(xué)電極 (如電位、電流的測(cè)量 )、 光 學(xué)檢測(cè)元件、 熱 敏電阻、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、壓電石英晶體及表面等離子共振器件等，當(dāng)待測(cè)物與分子識(shí)別元件特異性結(jié)合后 ,所產(chǎn)生的復(fù)合物 (或光、熱等 )通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變?yōu)榭梢暂敵龅碾娦盘?hào)、光信號(hào)等 ,從而達(dá)到分析檢測(cè)的目的。 電流型電極 電化學(xué)生物傳感器中采用電流型電極為信號(hào)轉(zhuǎn)換器的趨勢(shì)日益增加，這是因?yàn)檫@類(lèi)電極和電位型電極相比有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）電極的輸出直接和被測(cè)物的濃度呈線(xiàn)性關(guān)系，不像電位型電極那樣和被測(cè)物濃度的對(duì)數(shù)呈線(xiàn)性關(guān)系． （ 2）電極輸出值的讀數(shù)誤差所對(duì)應(yīng)的待測(cè)物濃度的相對(duì)誤差比電位型電極的?。? （ 3）電極的靈敏度比電位型電極的高． 氧電極 有不少酶特別是各種氧化酶和加氧酶在催化底物反應(yīng)時(shí)要用溶解氧為輔助試劑 ， 反應(yīng)中所消耗的氧量就用氧電極來(lái)測(cè)
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