酶及細(xì)胞的固定化PPT課件

1、 第二章第二章 酶與細(xì)胞的固定化酶與細(xì)胞的固定化 固定化生物技術(shù)固定化生物技術(shù) 通過(guò)化學(xué)或物理的手段將酶或游離細(xì)胞定通過(guò)化學(xué)或物理的手段將酶或游離細(xì)胞定位于限定的空間區(qū)域內(nèi)，使其保持活性并可反位于限定的空間區(qū)域內(nèi)，使其保持活性并可反復(fù)利用。復(fù)利用。 第1頁(yè)/共85頁(yè)1.1.酶是蛋白質(zhì)，穩(wěn)定性差（熱、酸堿、有酶是蛋白質(zhì)，穩(wěn)定性差（熱、酸堿、有機(jī)溶劑對(duì)其有影響）。機(jī)溶劑對(duì)其有影響）。2.2.不能回收，也使產(chǎn)物中混雜酶蛋白。不能回收，也使產(chǎn)物中混雜酶蛋白。3.3.分離純化困難。分離純化困難。 游離酶的缺點(diǎn)：游離酶的缺點(diǎn)：第2頁(yè)/共85頁(yè)一、固定化酶和固定化細(xì)胞的定義及特點(diǎn)一、固定化酶和固定化細(xì)胞的定

2、義及特點(diǎn) 1.1.固定化酶固定化酶(immobilized enzyme)(immobilized enzyme) 固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行催固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)的酶?；磻?yīng)的酶。 第一節(jié)第一節(jié) 酶與細(xì)胞的固定化酶與細(xì)胞的固定化第3頁(yè)/共85頁(yè)什么是固定化酶？什么是固定化酶？水溶性酶水溶性酶水不溶性載體水不溶性載體水不溶性酶水不溶性酶（固定化酶）（固定化酶）固定化技術(shù)固定化技術(shù)第4頁(yè)/共85頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1)(1)可提高穩(wěn)定性?？商岣叻€(wěn)定性。(2)(2)能回收，易與產(chǎn)物分離，可反復(fù)使用。能回收，易與產(chǎn)物分離，可反復(fù)使用。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：(1)(1)存在擴(kuò)散限制。適

3、于催化小分子物質(zhì)。存在擴(kuò)散限制。適于催化小分子物質(zhì)。(2)(2)酶活性下降。酶活性下降。第5頁(yè)/共85頁(yè) 2. 2. 固定化細(xì)胞（固定化細(xì)胞（immobilized cellimmobilized cell） 固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行固定在載體上并在一定空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)（生長(zhǎng)、繁殖、新陳代謝）的細(xì)胞。生命活動(dòng)（生長(zhǎng)、繁殖、新陳代謝）的細(xì)胞。第6頁(yè)/共85頁(yè) 優(yōu)越性：優(yōu)越性： (1)(1)降低成本，省去酶的分離純化工作降低成本，省去酶的分離純化工作; ; (2) (2)既可作為單一酶，也可作為復(fù)合酶系既可作為單一酶，也可作為復(fù)合酶系 完成部分代謝過(guò)程。完成部分代謝過(guò)程。 局限性：

4、局限性：(1)(1)細(xì)胞內(nèi)多種酶的存在，會(huì)形成不需要的副細(xì)胞內(nèi)多種酶的存在，會(huì)形成不需要的副 產(chǎn)物。產(chǎn)物。(2)(2)細(xì)胞膜、細(xì)胞壁和載體都存在著擴(kuò)散限制細(xì)胞膜、細(xì)胞壁和載體都存在著擴(kuò)散限制 作用。作用。第7頁(yè)/共85頁(yè) 3. 3.固定化原生質(zhì)體固定化原生質(zhì)體 意義意義：(1)(1)固定化原生質(zhì)體去除了細(xì)胞壁的擴(kuò)散障固定化原生質(zhì)體去除了細(xì)胞壁的擴(kuò)散障礙，有利于氧的傳遞，營(yíng)養(yǎng)成分的吸收和礙，有利于氧的傳遞，營(yíng)養(yǎng)成分的吸收和胞內(nèi)產(chǎn)物的分泌。胞內(nèi)產(chǎn)物的分泌。(2)(2)原生質(zhì)體不穩(wěn)定，容易破裂，固定化后，原生質(zhì)體不穩(wěn)定，容易破裂，固定化后，由于載體的保護(hù)作用，穩(wěn)定性提高由于載體的保護(hù)作用，穩(wěn)定性提高

5、。第8頁(yè)/共85頁(yè) 二、固定化方法二、固定化方法固定化方法固定化方法（一）酶的固定化方法（一）酶的固定化方法吸附法吸附法共價(jià)偶聯(lián)法共價(jià)偶聯(lián)法交聯(lián)法交聯(lián)法包埋法包埋法網(wǎng)格型網(wǎng)格型微囊型微囊型離子交離子交換吸附換吸附物理物理吸附法吸附法 第9頁(yè)/共85頁(yè) 依據(jù)帶電的酶或細(xì)胞和載體之間的靜電依據(jù)帶電的酶或細(xì)胞和載體之間的靜電作用，使酶吸附于惰性固體的表面或離子交作用，使酶吸附于惰性固體的表面或離子交換劑上。換劑上。1.1.吸附法（adsorptionadsorption）第10頁(yè)/共85頁(yè) 根據(jù)吸附劑的特點(diǎn)分根據(jù)吸附劑的特點(diǎn)分: : 1 1）物理吸附法（）物理吸附法（physical adsorti

6、onphysical adsortion）作用力：作用力：氫鍵、疏水鍵氫鍵、疏水鍵常用載體：常用載體：氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、氧化鋁、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、 硅膠、羥基磷灰石、纖維素等。硅膠、羥基磷灰石、纖維素等。2 2）離子結(jié)合法（）離子結(jié)合法（ion bindingion binding）作用力：作用力：離子鍵離子鍵常用載體：常用載體：DEAE-DEAE-纖維素、纖維素、DEAE-DEAE-葡聚糖凝膠、葡聚糖凝膠、CM-CM- 纖維素纖維素第11頁(yè)/共85頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：條件溫和，操作條件溫和，操作簡(jiǎn)便，酶活力損失少。簡(jiǎn)便，酶活力損失少。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)合力弱，易解結(jié)合力弱，

7、易解吸附吸附。第12頁(yè)/共85頁(yè) 借助共價(jià)借助共價(jià)鍵將酶的活性鍵將酶的活性非必需側(cè)鏈基非必需側(cè)鏈基團(tuán)和載體的功團(tuán)和載體的功能基團(tuán)進(jìn)行偶能基團(tuán)進(jìn)行偶聯(lián)。聯(lián)。2.2.共價(jià)偶聯(lián)法（共價(jià)偶聯(lián)法（covalent binding covalent binding or covalent couplingor covalent coupling） 第13頁(yè)/共85頁(yè) 1 1）載體：親水載體優(yōu)于疏水載體）載體：親水載體優(yōu)于疏水載體 如如: :天然高分子衍生物天然高分子衍生物: : 纖維素纖維素 葡聚糖凝膠葡聚糖凝膠 親和性好，機(jī)械性能差親和性好，機(jī)械性能差 瓊脂糖瓊脂糖 合成聚合物：合成聚合物： 聚丙烯酰胺

8、聚丙烯酰胺 聚苯乙烯聚苯乙烯 機(jī)械性能好，但有疏水結(jié)構(gòu)機(jī)械性能好，但有疏水結(jié)構(gòu) 尼龍尼龍第14頁(yè)/共85頁(yè)2 2）偶聯(lián)方法：）偶聯(lián)方法：偶聯(lián)成功與否取決于：偶聯(lián)成功與否取決于：載體：載體：功能基團(tuán)：芳香氨基，羧基，功能基團(tuán)：芳香氨基，羧基，羧甲基等。羧甲基等。酶分子酶分子: :側(cè)鏈非必需基團(tuán)：羧基，巰側(cè)鏈非必需基團(tuán)：羧基，巰基，羥基，酚基，咪唑基?；?，羥基，酚基，咪唑基。第15頁(yè)/共85頁(yè) 常用的偶聯(lián)反應(yīng)有：重氮化法、常用的偶聯(lián)反應(yīng)有：重氮化法、疊氮法、溴化氰法、烷基化法等。疊氮法、溴化氰法、烷基化法等。第16頁(yè)/共85頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：酶與載體結(jié)合牢固，不會(huì)輕易酶與載體結(jié)合牢固，不會(huì)輕易脫落，可

9、連續(xù)使用。脫落，可連續(xù)使用。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：反應(yīng)條件較激烈，易影響酶的反應(yīng)條件較激烈，易影響酶的空間構(gòu)象而影響酶的催化活性?？臻g構(gòu)象而影響酶的催化活性。 第17頁(yè)/共85頁(yè)3.3.交聯(lián)法（交聯(lián)法（crosslinkingcrosslinking） 借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生交聯(lián)的固定化方法。聯(lián)的固定化方法。雙功能試劑：雙功能試劑：常用的是戊二醛常用的是戊二醛 O OH C CH2 CH2 CH2 C H第18頁(yè)/共85頁(yè) 戊二醛有兩戊二醛有兩個(gè)醛基，均可與個(gè)醛基，均可與酶或蛋白質(zhì)的游酶或蛋白質(zhì)的游離氨基反應(yīng)離氨基反應(yīng), ,使酶使酶蛋白交聯(lián)。蛋白交聯(lián)。 此法與共價(jià)

10、偶聯(lián)法利用的均是共價(jià)鍵，此法與共價(jià)偶聯(lián)法利用的均是共價(jià)鍵，不同之處：不同之處：交聯(lián)法不使用載體。交聯(lián)法不使用載體。 第19頁(yè)/共85頁(yè)第20頁(yè)/共85頁(yè) 交聯(lián)反應(yīng)既能發(fā)生在分子間，也可發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)既能發(fā)生在分子間，也可發(fā)生在分子內(nèi)。在分子內(nèi)。 酶濃度低時(shí)，交聯(lián)發(fā)生在分子內(nèi)，酶仍保酶濃度低時(shí)，交聯(lián)發(fā)生在分子內(nèi)，酶仍保持溶解狀態(tài)。持溶解狀態(tài)。 酶濃度高時(shí)，交聯(lián)發(fā)生在分子間，酶變?yōu)槊笣舛雀邥r(shí)，交聯(lián)發(fā)生在分子間，酶變?yōu)椴蝗軕B(tài)。不溶態(tài)。第21頁(yè)/共85頁(yè) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：(1)(1)反應(yīng)條件激烈，酶分子的多個(gè)基團(tuán)反應(yīng)條件激烈，酶分子的多個(gè)基團(tuán)被交聯(lián)，酶活力損失大。被交聯(lián)，酶活力損失大。(2)(2)制備的固定

11、化酶顆粒較小，給使用制備的固定化酶顆粒較小，給使用帶來(lái)不便。帶來(lái)不便。 第22頁(yè)/共85頁(yè)4. 4. 包埋法（包埋法（entrapmententrapment） 將酶用物理的方法包將酶用物理的方法包埋在各種載體（高聚物）埋在各種載體（高聚物）內(nèi)。分為：內(nèi)。分為：網(wǎng)格型：網(wǎng)格型：將酶包埋在高將酶包埋在高分子凝膠細(xì)微網(wǎng)格中。分子凝膠細(xì)微網(wǎng)格中。微囊型：微囊型：將酶包埋在高將酶包埋在高分子半透膜中。分子半透膜中。第23頁(yè)/共85頁(yè)1）網(wǎng)格型包埋法網(wǎng)格型包埋法（gel (lattic) entrapmentgel (lattic) entrapment） 又稱凝膠包埋法又稱凝膠包埋法凝膠凝膠包埋條件包

12、埋條件 酶活性酶活性強(qiáng)度強(qiáng)度天然凝膠天然凝膠瓊脂、海藻酸鈣、瓊脂、海藻酸鈣、角叉菜膠、明膠角叉菜膠、明膠溫和溫和不變不變差差合成凝膠合成凝膠聚丙烯酰胺、光聚丙烯酰胺、光交聯(lián)樹(shù)脂交聯(lián)樹(shù)脂聚合反應(yīng)聚合反應(yīng) 部分失活部分失活 高高使用的多孔載體及其特點(diǎn)使用的多孔載體及其特點(diǎn)第24頁(yè)/共85頁(yè)海藻酸鈣凝膠包埋法： 滴至海藻酸鈉溶液E (or cell) CaCl2 溶液中 IE(or IC) 角叉菜膠包埋法： 滴至角叉菜膠E (or cell) KCl 溶液中 IE (or IC)聚丙烯酰胺凝膠包埋法： APAcr+ Bis+E (or cell) IE (or IC) TEMED第25頁(yè)/共85頁(yè)2

13、 2）微囊型包埋法）微囊型包埋法（microencapsulationmicroencapsulation） 又稱半透膜包埋法又稱半透膜包埋法 將一定量酶液包在半透性的高分子將一定量酶液包在半透性的高分子微孔膜內(nèi)微孔膜內(nèi) 。半透膜：直徑幾十微米到幾。半透膜：直徑幾十微米到幾百微米，厚約百微米，厚約25nm25nm。 半透膜孔徑半透膜孔徑 80%80%活性?；钚?。第44頁(yè)/共85頁(yè) （三）酶的最適溫度三）酶的最適溫度 最適溫度與酶穩(wěn)定性有關(guān)。最適溫度與酶穩(wěn)定性有關(guān)。 多數(shù)酶固定化后熱穩(wěn)定性上升，最適溫多數(shù)酶固定化后熱穩(wěn)定性上升，最適溫度也上升（有例外）。度也上升（有例外）。 （四）酶的最適（四）

14、酶的最適pHpH 帶負(fù)電荷載體帶負(fù)電荷載體 ：最適：最適pH pH 向堿性偏移。向堿性偏移。 帶正電荷載體帶正電荷載體 ：最適：最適pH pH 向酸性偏移。向酸性偏移。第45頁(yè)/共85頁(yè)0 010102020303040405050606070705 56 67 78 89 9pHpHRelative activity (%)Relative activity (%)A AB B第46頁(yè)/共85頁(yè) 固定化酶的表觀米氏常數(shù)固定化酶的表觀米氏常數(shù)K Km m隨載體的帶電隨載體的帶電性能變化。性能變化。 固定化載體與底物電荷相反固定化載體與底物電荷相反, ,固定化酶的固定化酶的表觀表觀K Km m值

15、降低。值降低。 固定化載體與底物電荷相同固定化載體與底物電荷相同, ,固定化酶的固定化酶的表觀表觀K Km m值顯著增加。值顯著增加。（五）酶的動(dòng)力學(xué)特征（五）酶的動(dòng)力學(xué)特征第47頁(yè)/共85頁(yè) 與自然酶基本相同。但大分子底與自然酶基本相同。但大分子底物難于接近酶分子，導(dǎo)致酶的專一性物難于接近酶分子，導(dǎo)致酶的專一性發(fā)生改變。發(fā)生改變。（六）酶的作用專一性（六）酶的作用專一性 第48頁(yè)/共85頁(yè) 與固定化酶相比，固定化細(xì)胞的情與固定化酶相比，固定化細(xì)胞的情況比較復(fù)雜。況比較復(fù)雜。 （1 1）有活性升高的現(xiàn)象。）有活性升高的現(xiàn)象。（2 2）穩(wěn)定性的增加）穩(wěn)定性的增加 。（3 3）最適溫度和最適）最適

16、溫度和最適pHpH常保持不變。常保持不變。二、固定化細(xì)胞的性質(zhì)二、固定化細(xì)胞的性質(zhì) 第49頁(yè)/共85頁(yè) ( (一一) )酶酶( (細(xì)胞細(xì)胞) )的活力的活力 固定化酶通常呈顆粒狀，一般用于測(cè)定固定化酶通常呈顆粒狀，一般用于測(cè)定自然酶活力的方法改進(jìn)后才能用于測(cè)定固定自然酶活力的方法改進(jìn)后才能用于測(cè)定固定化酶?；?。 ( (二二) ) 蛋白總量蛋白總量 1.1.雙辛可寧酸法雙辛可寧酸法(BCA(BCA法法) ) 2. 2.考馬斯亮藍(lán)法考馬斯亮藍(lán)法 三、固定化酶（細(xì)胞）的評(píng)價(jià)指標(biāo)三、固定化酶（細(xì)胞）的評(píng)價(jià)指標(biāo) 第50頁(yè)/共85頁(yè) ( (三三) )偶聯(lián)率及相對(duì)活力偶聯(lián)率及相對(duì)活力 偶聯(lián)率偶聯(lián)率=(=(

17、加入蛋白活力一上清液蛋白活力加入蛋白活力一上清液蛋白活力)/)/加入蛋白活力加入蛋白活力100%100%活力回收活力回收= =固定化酶總活力固定化酶總活力/ /加入酶的總活力加入酶的總活力100%100%相對(duì)活力相對(duì)活力= =固定化酶總活力固定化酶總活力/ (/ (加入酶的總活加入酶的總活力力- -上清液中未偶聯(lián)酶活力上清液中未偶聯(lián)酶活力) )100%100%第51頁(yè)/共85頁(yè) ( (四四) )半衰期半衰期 在連續(xù)測(cè)定條件下，固定化酶在連續(xù)測(cè)定條件下，固定化酶( (細(xì)胞細(xì)胞) )的活力下降為最初活力一半所經(jīng)歷的連續(xù)的活力下降為最初活力一半所經(jīng)歷的連續(xù)工作時(shí)間，以工作時(shí)間，以t t1/21/2表

18、示。表示。 是衡量穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。是衡量穩(wěn)定性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。第52頁(yè)/共85頁(yè)不同固定化方法的比較不同固定化方法的比較carriersRecovery of enzyme activity(%) Agar 54.0po1yacrvlamldel5.24Gelatin40.77carragheenan69.13Glutaraldehyde0第53頁(yè)/共85頁(yè)乙酰乙酰 -DL Ala L Ala +乙酸乙酸乙酰乙酰 -D Ala第三節(jié)第三節(jié) 固定化酶與固定化細(xì)胞的應(yīng)用固定化酶與固定化細(xì)胞的應(yīng)用 一、在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用一、在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用 1. 氨基?；福ò被；福ˋminoacyla

19、se） 世界上第一種工業(yè)化生產(chǎn)的固定化酶世界上第一種工業(yè)化生產(chǎn)的固定化酶第54頁(yè)/共85頁(yè)泵泵儲(chǔ)罐反應(yīng)產(chǎn)物離心機(jī)離心機(jī)消旋消旋反應(yīng)反應(yīng)器器固定化固定化酶柱子酶柱子晶體 L-AlaL-Ala A-D-AlaA-L-Ala A-D-Ala第55頁(yè)/共85頁(yè) 2.2.葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖異構(gòu)酶 世界上生產(chǎn)規(guī)模世界上生產(chǎn)規(guī)模最大，應(yīng)用最為成功最大，應(yīng)用最為成功的一種固定化酶。的一種固定化酶。第56頁(yè)/共85頁(yè)二、固定化酶在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用二、固定化酶在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 1. 消血栓：消血栓：n纖溶酶是異源蛋白質(zhì)，在人體內(nèi)引起免疫纖溶酶是異源蛋白質(zhì)，在人體內(nèi)引起免疫反應(yīng)，無(wú)法長(zhǎng)期使用。反應(yīng)，無(wú)法長(zhǎng)期使用。n酶的不

20、穩(wěn)定性使其在較短的時(shí)間內(nèi)失活。酶的不穩(wěn)定性使其在較短的時(shí)間內(nèi)失活。 用包埋法制備的酶固定化技術(shù)可克服上用包埋法制備的酶固定化技術(shù)可克服上述弊端，酶在囊中不能漏出，小分子物質(zhì)述弊端，酶在囊中不能漏出，小分子物質(zhì)能自由進(jìn)出。能自由進(jìn)出。第57頁(yè)/共85頁(yè)2. 2. 人工腎：人工腎：原理：將病人血液中的尿素經(jīng)脲酶水解成原理：將病人血液中的尿素經(jīng)脲酶水解成氨，再用活性炭吸附。即：用固定化脲酶氨，再用活性炭吸附。即：用固定化脲酶和微膠囊活性炭組成人工腎。和微膠囊活性炭組成人工腎。第58頁(yè)/共85頁(yè)第59頁(yè)/共85頁(yè)1.1.酶?jìng)鞲衅髅競(jìng)鞲衅?固定化酶和電化學(xué)傳感器的結(jié)合。固定化酶和電化學(xué)傳感器的結(jié)合。 優(yōu)

21、點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：既有不溶性酶體系的優(yōu)點(diǎn)，又具有電化學(xué)既有不溶性酶體系的優(yōu)點(diǎn)，又具有電化學(xué)電極的高靈敏度；電極的高靈敏度；酶的專一反應(yīng)性，使其具有較高的選擇性，酶的專一反應(yīng)性，使其具有較高的選擇性，能夠直接在復(fù)雜試樣中進(jìn)行測(cè)定能夠直接在復(fù)雜試樣中進(jìn)行測(cè)定。 三、在分析檢測(cè)中的應(yīng)用三、在分析檢測(cè)中的應(yīng)用第60頁(yè)/共85頁(yè)第61頁(yè)/共85頁(yè) 19671967年年UpdikeUpdike等采用酶的固定化等采用酶的固定化技術(shù)，將葡萄糖氧化酶固定在疏水膜技術(shù)，將葡萄糖氧化酶固定在疏水膜上，然后再和氧電極結(jié)合，組裝成了上，然后再和氧電極結(jié)合，組裝成了世界上第一個(gè)生物傳感器世界上第一個(gè)生物傳感器葡萄糖葡萄糖氧化酶電

22、極氧化酶電極。第62頁(yè)/共85頁(yè) 葡萄糖酶電極 酶電極示意圖D葡萄糖O2 D葡萄糖酸1，5內(nèi)酯H2O2半透膜酶膠層感應(yīng)電極第63頁(yè)/共85頁(yè)GlucoseGluconic acidGlucose oxidaseOxygenHydrogen peroxideMembraneElectrode 根據(jù)反應(yīng)中消耗的根據(jù)反應(yīng)中消耗的O O2 2、生成的葡萄糖酸和、生成的葡萄糖酸和H H2 2O O2 2的量，的量，可以用氧電極、可以用氧電極、pHpH電極和電極和H H2 2O O2 2電極來(lái)測(cè)定葡萄糖的含量。電極來(lái)測(cè)定葡萄糖的含量。 第64頁(yè)/共85頁(yè)繼酶?jìng)鞲衅鳎ɡ^酶?jìng)鞲衅鳎╡nzyme sensore

23、nzyme sensor）后，又出現(xiàn)：）后，又出現(xiàn)： 細(xì)胞器傳感器（細(xì)胞器傳感器（cell organelle sensorcell organelle sensor） 組織傳感器（組織傳感器（tissue sensortissue sensor） 微生物傳感器（微生物傳感器（microbe sensormicrobe sensor） 免疫傳感器（免疫傳感器（immunosensorimmunosensor）第65頁(yè)/共85頁(yè)1）酶?jìng)鞲衅鞯脑恚┟競(jìng)鞲衅鞯脑砩飩鞲衅魃飩鞲衅?由生物識(shí)別單元（如酶、微生物、由生物識(shí)別單元（如酶、微生物、抗體等）和物理轉(zhuǎn)換器相結(jié)合所構(gòu)成的抗體等）和物理轉(zhuǎn)換器

24、相結(jié)合所構(gòu)成的分析儀器。分析儀器。第66頁(yè)/共85頁(yè)第67頁(yè)/共85頁(yè)生物識(shí)別元件生物識(shí)別元件(Biological recognition element)(Biological recognition element) 是酶、抗原是酶、抗原( (體體) )、細(xì)胞器、組織、細(xì)胞器、組織切片和微生物細(xì)胞等生物分子經(jīng)固定切片和微生物細(xì)胞等生物分子經(jīng)固定化后形成的一種膜結(jié)構(gòu)，對(duì)被測(cè)定的化后形成的一種膜結(jié)構(gòu)，對(duì)被測(cè)定的物質(zhì)有選擇性的分子識(shí)別能力。物質(zhì)有選擇性的分子識(shí)別能力。第68頁(yè)/共85頁(yè) 換能器換能器(Transducer)(Transducer) 將識(shí)別元件上進(jìn)行的生化反應(yīng)中消耗或生成的化學(xué)物

25、質(zhì)，或產(chǎn)生將識(shí)別元件上進(jìn)行的生化反應(yīng)中消耗或生成的化學(xué)物質(zhì)，或產(chǎn)生的光或熱等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并呈現(xiàn)一定的比例關(guān)系的光或熱等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并呈現(xiàn)一定的比例關(guān)系。第69頁(yè)/共85頁(yè)第70頁(yè)/共85頁(yè)酶?jìng)鞲衅鞴ぷ髟硎疽鈭D酶?jìng)鞲衅髅競(jìng)鞲衅髦饕芍饕晒潭ɑ改ず妥儞Q器固定化酶膜和變換器組成：組成：固定化酶膜：固定化酶膜：選擇性地選擇性地“識(shí)別識(shí)別”并催化被檢測(cè)物質(zhì)并催化被檢測(cè)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；變換器：變換器：把催化反應(yīng)中底物或產(chǎn)物的變量轉(zhuǎn)換成電把催化反應(yīng)中底物或產(chǎn)物的變量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)儀表顯示出來(lái)。信號(hào)，通過(guò)儀表顯示出來(lái)。 第71頁(yè)/共85頁(yè)第72頁(yè)/共85頁(yè)2）酶?jìng)鞲衅鞯膽?yīng)用）酶?jìng)?/p>

26、感器的應(yīng)用 水質(zhì)監(jiān)測(cè)水質(zhì)監(jiān)測(cè) 用化學(xué)法測(cè)定酚時(shí)，硫化物、油類等可干擾其測(cè)定。用化學(xué)法測(cè)定酚時(shí)，硫化物、油類等可干擾其測(cè)定。 從馬鈴薯中提純、經(jīng)吸附交聯(lián)得到的固定化多酚氧化酶與氧電極構(gòu)成酚從馬鈴薯中提純、經(jīng)吸附交聯(lián)得到的固定化多酚氧化酶與氧電極構(gòu)成酚傳感器，可檢測(cè)大多數(shù)酚類化合物傳感器，可檢測(cè)大多數(shù)酚類化合物。第73頁(yè)/共85頁(yè)德國(guó)研發(fā)的環(huán)境廢水BODBOD分析儀第74頁(yè)/共85頁(yè)醫(yī)療方面醫(yī)療方面葡萄糖傳感器和血糖測(cè)定儀葡萄糖傳感器和血糖測(cè)定儀 用葡萄糖氧化酶（用葡萄糖氧化酶（glucose glucose oxidase,GODoxidase,GOD）制成葡萄糖傳感器，）制成葡萄糖傳感器，可測(cè)

27、定血液中葡萄糖濃度?？蓽y(cè)定血液中葡萄糖濃度。 第75頁(yè)/共85頁(yè)手掌型葡萄糖(glucose)(glucose)分析儀第76頁(yè)/共85頁(yè)SBA-50SBA-50型單電極生物傳感分析儀第77頁(yè)/共85頁(yè)SBA-70型血糖乳酸自動(dòng)分析儀第78頁(yè)/共85頁(yè)n食品鮮度食品鮮度魚(yú)鮮度傳感器魚(yú)鮮度傳感器 在日本、加拿大等國(guó)廣泛用于魚(yú)類鮮在日本、加拿大等國(guó)廣泛用于魚(yú)類鮮度的測(cè)定。魚(yú)死后體內(nèi)度的測(cè)定。魚(yú)死后體內(nèi)ATPATP經(jīng)酶解依次形成經(jīng)酶解依次形成ADPADP、AMPAMP、IMPIMP、肌苷、次黃嘌呤和尿酸。、肌苷、次黃嘌呤和尿酸。鮮度可用鮮度可用K K值表示：值表示：K=K=肌苷肌苷+ +次黃嘌呤次黃嘌呤/ ATP +ADP+AMP+IMP +/ ATP +ADP+AMP+IMP +肌肌苷苷+ +次黃嘌呤次黃嘌呤+ +尿酸尿酸第79頁(yè)/共85頁(yè) 大多數(shù)魚(yú)死后大多數(shù)魚(yú)死后5 520h20h，ATPATP，ADPADP和和AMPAMP已分解盡，超過(guò)已分解盡，超過(guò)2