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生物传感检测原理类型;生物传感器的结构(组成) 根据定义，包括两部分： 1、生物活性材料(也叫生物敏感膜、分子识别元件)。 2、物理换能器(也叫传感器);2.1 生物传感器定义、结构;2.1 生物传感器定义、结构;2.2 生物传感器的原理;2.3 生物传感器的分类;2.4 生物传感器的优点;阅读材料;我国生物传感器领域的主要研究机构; 20世纪九十年代至今我国生物传感器研究队伍逐渐扩大，其标志之一是近10年来在中国国内期刊上发表的以生物传感器为关键词的论文总数达到650篇，其中2003年的论文数量比1994年增加了约一倍。近十年的该领域专家的研究背景也从生物学扩大到化学和电子学。表明了生物传感器领域学科相互交叉的趋势。;本章思考题;第3章 生物传感检测的生物学理论——分子识别及生物反应基础;概述;3.1 酶及酶反应;第15页/共59页;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应; ③ 酶催化一般在温和条件下进行 由于酶是蛋白质，极端的环境条件(如高温、酸碱)容易使酶失活。 ④ 有些酶(如脱氢酶)需要辅酶或辅基 若从酶蛋白分子中除去辅助成分，则酶不表现催化活性。 ⑤ 酶在体内的活力常常受多种方式调控 包括基因水平调控、反馈调节、激素控制、酶原激活等。 ⑥ 酶促反应产生的信息变化有多种形式， 如热、光、电、离子化学等。;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应; (5) 异构酶类(isomerases) 催化异构化反应，使底物分子内发生重排，一般反应式为： 这类酶包括消旋酶(如L-氨基酸转变成D-氨基酸)、变位酶(如葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖-l-磷酸)等。 (6) 合成酶类(1igases) 或称连接酶类， 它催化两个分子的连接并与腺苷三磷酸 (ATP)的裂解偶联，同时产生腺苷单磷酸(AMP)和焦磷酸(PPi)： 如氨基酸激活酶类。;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应;3.1 酶及酶反应;3.2 微生物反应; 微生物反应的特殊性： ① 微生物细胞的膜系统为酶反应提供了天然的适宜环境，细胞可以在相当长的时间内保持一定的催化活性； ② 在多底物反应时，微生物显然比单纯酶更适宜作催化剂； ③ 细胞本身能提供酶促反应所需的各种辅助因子和能量； ④ 更重要的是，微生物细胞比酶的来源更方便、更廉价。; 利用微生物作传感器分子识别元件的不利因素： ① 微生物反应通常伴随细胞的生长或凋亡，不容易建立分析标准； ② 细胞是多酶系统，许多代谢途径并存，难以排除不必要的反应； ③ 环境条件变化会引起微生物生理状态的复杂化，不适当的操作会导致代谢转换现象，出现不期望有的反应。; 2 分析微生物学 分析微生物学(analytical microbiology)是利用微生物完成定量分析任务的学科。在有些情况下，微生物测定法比化学方法更专一和灵敏，效率亦更高。 有几种测定的形式，如细胞的增殖，酸、碱类等代谢产物的生成，呼吸强度，细胞内部亚系统的反应(如盐类从细胞中渗漏出来)以及物理性态的变化等，其中以细胞增殖和呼吸法最为常用。 ; 细胞增殖法的原理是，某些微生物必须依赖一些氨基酸、维生素、嘌呤和嘧啶等物质生长，当培养液中缺少某一种必需营养时，就限制菌体生长。因此，菌体增殖与必需营养物质的浓度成正相关。另一方面，抗生素能抑制菌体生长，根据菌体增殖速度可以测定抗生素类的浓度。菌体增殖采用平板生长计数法和菌悬液浑浊度法，测定周期为1天至数天，灵敏度μg/ml级。; 呼吸法是根据菌体在同化底物或被抑制生长时的CO2释放或O2的消耗进行测定，通常采用瓦勃测压法，反应时间为数十分钟至数小时。如制霉菌素能降低酵母菌的CO2排出量，大肠杆菌能对谷氨酸脱羧并释放足够可检的CO2等。 在被分析底物能促进微生物代谢的情况下，关键是要获得对底物的专一性反应。实验菌株常常是一些经过变异的菌株，它们或成为对某些营养的依赖性称为营养缺陷型，或能在体内高浓度地积累某种酶，由此实现测定的专一性。;3.3 免疫学反应;3.3 免疫学反应;3.3免疫学反应;3.3免疫学反应;3.3免疫学反应;3.3免疫学反应;3.3免疫学反应;3.3免疫学反应;