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1、酶传感器及其应用第1页，此课件共16页哦酶传感器的定义酶传感器的定义酶传感器的分类酶传感器的分类酶传感器的基本结构酶传感器的基本结构酶传感器的工作原理酶传感器的工作原理酶传感器的应用酶传感器的应用酶传感器的发展前景展望酶传感器的发展前景展望第2页，此课件共16页哦酶传感器的定义酶传感器的定义酶生物传感器是将酶作为生物敏感酶生物传感器是将酶作为生物敏感基元基元,通过各种物理、化学信号转通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应所产生的与目标物浓度成比例反应所产生的与目标物浓度成比例关系的可测信号关系的可测信号,实现对目标物定实现对目标物定量测定的分析
2、仪器。量测定的分析仪器。第3页，此课件共16页哦酶传感器的分类酶传感器的分类根据信号转换器的不同，酶传感器主根据信号转换器的不同，酶传感器主要有酶电极传感器、离子敏场效应晶要有酶电极传感器、离子敏场效应晶体管酶传感器、热敏电阻酶传感器和体管酶传感器、热敏电阻酶传感器和光纤酶传感器等几类。光纤酶传感器等几类。根据酶促反应的溶剂体系，可分为根据酶促反应的溶剂体系，可分为有机相酶传感器和非有机相酶传感有机相酶传感器和非有机相酶传感器。器。第4页，此课件共16页哦酶传感器的基本结构酶传感器的基本结构酶生物传感器的基本结构单元是由物质识酶生物传感器的基本结构单元是由物质识别元件（固定化酶膜）和信号转换器
3、（基别元件（固定化酶膜）和信号转换器（基体电极）组成。当酶膜上发生酶促反应时体电极）组成。当酶膜上发生酶促反应时,产生的电活性物质由基体电极对其响应。产生的电活性物质由基体电极对其响应。基体电极的作用是使化学信号转变为电信基体电极的作用是使化学信号转变为电信号号,从而加以检侧从而加以检侧,基体电极可采用碳质电基体电极可采用碳质电极（石墨电极、玻碳电极、碳栩电极）、极（石墨电极、玻碳电极、碳栩电极）、Pt电极及相应的修饰电极。电极及相应的修饰电极。第5页，此课件共16页哦酶传感器的工作原理酶传感器的工作原理当酶电极漫人被测溶液当酶电极漫人被测溶液,待测底物进待测底物进入酶层的内部并参与反应入酶层
4、的内部并参与反应,大部分酶大部分酶反应都会产生或消耗一种可被电极侧反应都会产生或消耗一种可被电极侧定的物质定的物质,当反应达到稳定状态时当反应达到稳定状态时,电活性物质的浓度可以通过电位或电活性物质的浓度可以通过电位或电流模式进行侧定。电流模式进行侧定。第6页，此课件共16页哦第7页，此课件共16页哦酶传感器的应用酶传感器的应用在环境监测中的应用在环境监测中的应用在食品分析中的应用在食品分析中的应用在生物医学中的应用在生物医学中的应用在军事上的应用在军事上的应用第8页，此课件共16页哦环境监测对于环境保护非常重要环境监测对于环境保护非常重要,传传统的监测方法有很多缺点：分析速度统的监测方法有很
5、多缺点：分析速度慢、操作复杂且需要昂贵仪器慢、操作复杂且需要昂贵仪器,无法无法进行现场快速监测和连续在线分析。进行现场快速监测和连续在线分析。酶生物传感器的发展和应用为其提酶生物传感器的发展和应用为其提供了新的手段。农药、杀虫剂在农供了新的手段。农药、杀虫剂在农业生产中广泛使用业生产中广泛使用,但其残余物对水但其残余物对水源和土壤存在污染。源和土壤存在污染。第9页，此课件共16页哦酶传感器在食品检验中的应用相当广酶传感器在食品检验中的应用相当广泛泛,几乎渗透到了各个方面几乎渗透到了各个方面,包括包括食品工业生产在线监测、食品中成食品工业生产在线监测、食品中成分分析（包括糖类的检测分分析（包括糖
6、类的检测,各种氮基各种氮基酸和蛋白质的测定酸和蛋白质的测定,脂类的测定脂类的测定,维生维生素的测定素的测定,有机酸的测定有机酸的测定,），食品添），食品添加剂分析（如甜味剂、漂白剂、防腐加剂分析（如甜味剂、漂白剂、防腐剂），鲜度的检测、感官指标及一些剂），鲜度的检测、感官指标及一些特殊指标（如食品保质期）的分析。特殊指标（如食品保质期）的分析。第10页，此课件共16页哦用酶传感器来检测体液中的各种用酶传感器来检测体液中的各种化学成分化学成分,为医生的诊断提出依为医生的诊断提出依据；据；利用生物工程技术生产药物时利用生物工程技术生产药物时,将将酶传感器用于生化反应的监视酶传感器用于生化反应的监视
7、,可可以迅速地获取各种数据以迅速地获取各种数据,有效地有效地加强生物工程产品的质量管理；加强生物工程产品的质量管理；第11页，此课件共16页哦生物传感器可实时监测生物大分生物传感器可实时监测生物大分子之间的相互作用子之间的相互作用,借助于这一借助于这一技术动态观察抗原、抗体之间结合技术动态观察抗原、抗体之间结合与解离的平衡关系与解离的平衡关系,可较为准确地可较为准确地测定抗体的亲和力及识别抗原表位测定抗体的亲和力及识别抗原表位,帮助人们了解单克隆抗体特性帮助人们了解单克隆抗体特性,有有目的地筛选各种具有最佳应用潜力目的地筛选各种具有最佳应用潜力的单克隆抗体的单克隆抗体,而且较常规方法省而且较常
8、规方法省时、省力时、省力,结果也更为客观可信。结果也更为客观可信。第12页，此课件共16页哦现代战争往往是在核武器、化学武器、现代战争往往是在核武器、化学武器、生物武器威胁下进行的。战争、侦检、生物武器威胁下进行的。战争、侦检、鉴定和检测是整个三防医学中的重要环鉴定和检测是整个三防医学中的重要环节。是进行有效化学战和生物战防护的节。是进行有效化学战和生物战防护的前提。由于具有高度特异性、灵敏性和前提。由于具有高度特异性、灵敏性和能快速地探测化学战剂和生物战剂包括能快速地探测化学战剂和生物战剂包括病毒、细菌和毒素等的特性病毒、细菌和毒素等的特性,酶生物传酶生物传感器将是最重要的一类化学战剂和生物
9、战感器将是最重要的一类化学战剂和生物战剂侦检器材。剂侦检器材。第13页，此课件共16页哦酶传感器的发展前景展望酶传感器的发展前景展望目前目前,酶生物传感器的研究试验已较酶生物传感器的研究试验已较为广泛为广泛,但大多数仍处于实验室研究但大多数仍处于实验室研究开发阶段开发阶段,达到实用化阶段的产品还达到实用化阶段的产品还较少较少,因此研制具有市场潜力的酶生因此研制具有市场潜力的酶生物传感器一直是科学家努力的方向。物传感器一直是科学家努力的方向。此外此外,探索与合成更有效的电子介体探索与合成更有效的电子介体和性能更优异的聚合物载体材料和性能更优异的聚合物载体材料,以以及寻找方便、高效及寻找方便、高效
10、第14页，此课件共16页哦 的酶固定化方法的酶固定化方法,通过对介体和载通过对介体和载体材料的结构与性能同酶活性之间体材料的结构与性能同酶活性之间关系的研究关系的研究,研制开发响应快速研制开发响应快速,稳定性好稳定性好,信号可靠的第二代酶生信号可靠的第二代酶生物传感器物传感器,深入阐明酶生物传感器的深入阐明酶生物传感器的电子传递机理及寻找更有效的方法，电子传递机理及寻找更有效的方法，实现更多酶的直接电化学制备性能优实现更多酶的直接电化学制备性能优越的第三代酶生物传感器也是这一领越的第三代酶生物传感器也是这一领域中重要的发展趋势。域中重要的发展趋势。第15页，此课件共16页哦第16页，此课件共16页哦