电化学生物传感器.pptVIP

第1页，共26页，星期日，2025年，2月5日一、什么是生物传感器？生物传感器(Biosensor)是指用固定化的生物体成分或生物体本身作为敏感元件的传感器，是一种将生物化学反应能转换成电信号的分析测试装置。第2页，共26页，星期日，2025年，2月5日电化学生物传感器的基本组成

敏感元件（分子识别元件）和信号转换器件第3页，共26页，星期日，2025年，2月5日二、电化学生物传感器的信号转换器离子选择电极电位型电极氧化还原电极电化学电极电流型电极氧电极第4页，共26页，星期日，2025年，2月5日1、电位型电极离子选择电极离子选择电极是一类对特定的阳离子或阴离子呈选择性响应的电极，具有快速、灵敏、可靠、价廉等优点。在生物医学领域常直接用它测定体液中的一些成分（例如H+，K+，Na+，Ca2+等）。氧化还原电极

氧化还原电极是不同于离子选择电极的另一类电位型电极。这里指的主要是零类电极。第5页，共26页，星期日，2025年，2月5日2、电流型电极电化学生物传感器中采用电流型电极为信号转换器的趋势日益增加，这是因为这类电极和电位型电极相比有以下优点：①电极的输出直接和被测物浓度呈线性关系，不像电位型电极那样和被测物浓度的对数呈线性关系。②电极输出值的读数误差所对应的待测物浓度的相对误差比电位型电极的小。③电极的灵敏度比电位型电极的高。第6页，共26页，星期日，2025年，2月5日氧电极有不少酶特别是各种氧化酶和加氧酶在催化底物反应时要用溶解氧为辅助试剂，反应中所消耗的氧量就用氧电极来测定。此外，在微生物电极、免疫电极等生物传感器中也常用氧电极作为信号转换器，因此氧电极在生物传感器中用得很广。目前用得最多的氧电极是电解式的Clark氧电极，Clark氧电极是由铂阴极、Ag/AgCl阳极、KCl电解质和透气膜所构成。XiaopingLiu,OihuiLiu.NitricOxide.2005,13(1):68~77第7页，共26页，星期日，2025年，2月5日第8页，共26页，星期日，2025年，2月5日三、电化学生物传感器的分类

（根据敏感物质分类）酶传感器免疫传感器组织传感器、细胞传感器等第9页，共26页，星期日，2025年，2月5日（一）酶传感器

酶电极电化学电极顶端紧贴一层酶膜朱建中,周衍.传感器世界.1997,4:1~8第10页，共26页，星期日，2025年，2月5日1、酶的固定化技术惰性载体——物理吸附法离子载体—交换法活化载体—共价结合法物理包埋法乔丽娜,周在德.化学研究与应用.2005,17(6):299~302第11页，共26页，星期日，2025年，2月5日物理吸附法

酶分子通过极性键、氢键、疏水力或π电子相互作用等吸附于不溶性载体上。

常用的载体有：多孔玻璃、活性炭、氧化铝、石英砂、纤维素酯、葡聚糖、琼脂精、聚氯乙烯、聚苯乙烯

已用此法固定化的酶如：

脂肪酶、α－D葡萄糖苷酶、过氧化物酶等交换法选用具有离子交换剂的载体，在适宜的pH下，使酶分子与离子交换剂通过离子键结合起来，形成固定化酶。常用的带有离子交换剂的载体如下：DEAE一纤维素、TEAE一纤维素、AE—纤维素、CM—纤维素、DEAE一葡萄糖、肌酸激酶第12页，共26页，星期日，2025年，2月5日共价结合法

a.重氮b.迭氮c.卤化氰d.缩合

e.烷基化法物理包埋法将酶分子包埋在凝胶的细微格子里制成固定化。常用的凝胶有：聚丙烯酸胺、淀粉、明胶、聚乙烯醇、海藻酸钙、硅树脂用凝胶包埋法制备的固定化酶如：木瓜蛋白酶、纤维素酶、乳酸脱氢酶第13页，共26页，星期日，2025年，2月5日2、酶传感器应用（1）葡萄糖传感器大肠杆菌改良型葡萄糖传感器MWCNTs-HRP葡萄糖传感器检测血清中葡萄糖浓度第14页，共26页，星期日，2