酶傳感器及其應(yīng)用課件

關(guān)于酶傳感器及其應(yīng)用第1頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器的定義酶傳感器的分類酶傳感器的基本結(jié)構(gòu)酶傳感器的工作原理酶傳感器的應(yīng)用酶傳感器的發(fā)展前景展望第2頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器的定義酶生物傳感器是將酶作為生物敏感基元,通過各種物理、化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換器捕捉目標(biāo)物與敏感基元之間的反應(yīng)所產(chǎn)生的與目標(biāo)物濃度成比例關(guān)系的可測(cè)信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物定量測(cè)定的分析儀器。第3頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器的分類根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換器的不同，酶傳感器主要有酶電極傳感器、離子敏場效應(yīng)晶體管酶傳感器、熱敏電阻酶傳感器和光纖酶傳感器等幾類。根據(jù)酶促反應(yīng)的溶劑體系，可分為有機(jī)相酶傳感器和非有機(jī)相酶傳感器。第4頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器的基本結(jié)構(gòu)酶生物傳感器的基本結(jié)構(gòu)單元是由物質(zhì)識(shí)別元件（固定化酶膜）和信號(hào)轉(zhuǎn)換器（基體電極）組成。當(dāng)酶膜上發(fā)生酶促反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生的電活性物質(zhì)由基體電極對(duì)其響應(yīng)?；w電極的作用是使化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),從而加以檢側(cè),基體電極可采用碳質(zhì)電極（石墨電極、玻碳電極、碳栩電極）、Pt電極及相應(yīng)的修飾電極。第5頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器的工作原理當(dāng)酶電極漫人被測(cè)溶液,待測(cè)底物進(jìn)入酶層的內(nèi)部并參與反應(yīng),大部分酶反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生或消耗一種可被電極側(cè)定的物質(zhì),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),電活性物質(zhì)的濃度可以通過電位或電流模式進(jìn)行側(cè)定。第6頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器的應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用在食品分析中的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用在軍事上的應(yīng)用第8頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)于環(huán)境保護(hù)非常重要,傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法有很多缺點(diǎn)：分析速度慢、操作復(fù)雜且需要昂貴儀器,無法進(jìn)行現(xiàn)場快速監(jiān)測(cè)和連續(xù)在線分析。酶生物傳感器的發(fā)展和應(yīng)用為其提供了新的手段。農(nóng)藥、殺蟲劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用,但其殘余物對(duì)水源和土壤存在污染。第9頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器在食品檢驗(yàn)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,幾乎滲透到了各個(gè)方面,包括食品工業(yè)生產(chǎn)在線監(jiān)測(cè)、食品中成分分析（包括糖類的檢測(cè),各種氮基酸和蛋白質(zhì)的測(cè)定,脂類的測(cè)定,維生素的測(cè)定,有機(jī)酸的測(cè)定,），食品添加劑分析（如甜味劑、漂白劑、防腐劑），鮮度的檢測(cè)、感官指標(biāo)及一些特殊指標(biāo)（如食品保質(zhì)期）的分析。第10頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三用酶傳感器來檢測(cè)體液中的各種化學(xué)成分,為醫(yī)生的診斷提出依據(jù)；利用生物工程技術(shù)生產(chǎn)藥物時(shí),將酶傳感器用于生化反應(yīng)的監(jiān)視,可以迅速地獲取各種數(shù)據(jù),有效地加強(qiáng)生物工程產(chǎn)品的質(zhì)量管理；第11頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三生物傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物大分子之間的相互作用,借助于這一技術(shù)動(dòng)態(tài)觀察抗原、抗體之間結(jié)合與解離的平衡關(guān)系,可較為準(zhǔn)確地測(cè)定抗體的親和力及識(shí)別抗原表位,幫助人們了解單克隆抗體特性,有目的地篩選各種具有最佳應(yīng)用潛力的單克隆抗體,而且較常規(guī)方法省時(shí)、省力,結(jié)果也更為客觀可信。第12頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三現(xiàn)代戰(zhàn)爭往往是在核武器、化學(xué)武器、生物武器威脅下進(jìn)行的。戰(zhàn)爭、偵檢、鑒定和檢測(cè)是整個(gè)三防醫(yī)學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。是進(jìn)行有效化學(xué)戰(zhàn)和生物戰(zhàn)防護(hù)的前提。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,酶生物傳感器將是最重要的一類化學(xué)戰(zhàn)劑和生物戰(zhàn)劑偵檢器材。第13頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器的發(fā)展前景展望目前,酶生物傳感器的研究試驗(yàn)已較為廣泛,但大多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)階段,達(dá)到實(shí)用化階段的產(chǎn)品還較少,因此研制具有市場潛力的酶生物傳感器一直是科學(xué)家努力的方向。此外,探索與合成更有效的電子介體和性能更優(yōu)異的聚合物載體材料,以及尋找方便、高效第14頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三

的酶固定化方法,通過對(duì)介體和載體材料的結(jié)構(gòu)與性能同酶活性之間關(guān)系的研究,研制開發(fā)響應(yīng)快速,穩(wěn)定性好,信號(hào)可靠的第二代酶生物傳感器,深入闡明酶生物傳感器的電子傳遞機(jī)理及尋找更有效的方法，實(shí)現(xiàn)更多酶的直接電化學(xué)制備性能優(yōu)越的第三代酶生物傳感器也是這一