電化學(xué)酶生物傳感器課件

電化學(xué)酶生物傳感器2014年5月于青島電化學(xué)酶?jìng)鞲衅鞯脑?/p>

電化學(xué)酶?jìng)鞲衅魇怯缮锩改づc各種電極如離子選擇電極、氣敏電極、氧化還原電極等電化學(xué)電極組合而成或?qū)⒚改ぶ苯庸潭ㄔ诨w電極上制成的生物傳感器。根據(jù)輸出信號(hào)的不同酶電極可分為電流型和電位型兩種類型。5.2.1電流型酶?jìng)鞲衅?/p>

電流型酶電極傳感器將酶催化反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)發(fā)生電極反應(yīng)所產(chǎn)生的電流響應(yīng)作為測(cè)量信號(hào)，在一定條件下，利用測(cè)得的電流信號(hào)與被測(cè)物活度或濃度的函數(shù)關(guān)系，來測(cè)定樣品中某一生物組分的活度或濃度。酶的分子識(shí)別功能及其反應(yīng)過程的示意圖

酶活性中心黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD)HorseradishPeroxidase亞鐵血紅素（Hemin)模擬辣根過氧化物酶（G-四鏈體-hemin復(fù)合物）5.2.2酶電極傳感器的發(fā)展三代電流型酶?jìng)鞲衅骰驹硎疽鈭D(A)第一代，(B)第二代，(C)第三代葡萄糖傳感器葡萄糖氧化酶（GOx）

血液中的糖稱為血糖，絕大多數(shù)都是葡萄糖。體內(nèi)各組織細(xì)胞活動(dòng)所需的能量大部分來自葡萄糖，所以血糖必須保持一定的水平才能維持體內(nèi)各器官和組織的需要?？崭寡菧y(cè)定值

<2.8mM低血糖3.9~6.1mM正常>7.0mM高血糖>9.0mM糖尿第二代葡萄糖傳感器-電子媒介體型電子媒介體是一種具有良好電化學(xué)活性的相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物，它擔(dān)負(fù)從酶的氧化還原中心到電極表面?zhèn)鬟f電子的作用。在催化還原過程中，介體首先與還原性的酶反應(yīng)，然后擴(kuò)散到電極表面并進(jìn)行快速的電子交換

(1)能夠快速地與還原性的酶反應(yīng)；

(2)具有可逆的異相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)行為；

(3)生成氧化型介體的過電位低而且與pH無關(guān)；

(4)它的氧化或還原形態(tài)都是穩(wěn)定的；

(5)還原型介體不與氧發(fā)生反應(yīng)；

(6)在應(yīng)用中無毒化作用。測(cè)試片三代電化學(xué)酶?jìng)鞲衅骺偨Y(jié)-以葡萄糖檢測(cè)為例檢測(cè)對(duì)象敏感物質(zhì)（酶）換能器（電極）葡萄糖麥芽糖蔗糖半乳糖乳酸尿酸尿素氮膽固醇磷脂質(zhì)氨基酸丙酮酸乙醇葡萄糖氧化酶淀粉酶轉(zhuǎn)化酶+變旋光酶+葡萄糖酶半乳糖酶乳酸氧化酶尿酸酶尿酶膽固醇氧化酶磷脂酶氨基酸酶丙酮酸脫氫酶乙醇氧化酶O2,H2O2,PtPtO2PtO2O2H2O2,O2O2,H2O2PtO2,H2O2O2O2常見的電流型酶電極傳感器

2肌酸和肌酸酐電化學(xué)傳感器

圖5?17肌酸微傳感器對(duì)肌酸的響應(yīng)

圖5?16肌酸和肌酸酐電化學(xué)微傳感器測(cè)定膽固醇的原理膽固醇酯酶膽固醇氧化酶4-膽甾烯酮

基于蛋白質(zhì)直接電子轉(zhuǎn)移的全膽固醇傳感器以殼聚糖為載體將血紅蛋白、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酶固定在玻碳電極表面，在不使用任何電子媒介體的條件下，利用血紅蛋白和電極之間的直接電子轉(zhuǎn)移，制備成高選擇性的全膽固醇生物傳感器，用于測(cè)定血清中的總膽固醇含量。對(duì)膽固醇響應(yīng)的線性范圍為10~110mg/dL，檢測(cè)限為5mg/dL，響應(yīng)時(shí)間為60s。電流響應(yīng)響應(yīng)機(jī)理乳酸傳感器的制備具體方法如下，先在玻碳電極上滴加一滴用氟聚酯(Nafion)調(diào)制的介體四硫富瓦烯(TTF)漿液，晾干后再用牛血清白蛋白和戊二醛將乳酸氧化酶固定在該電極表面修飾層上面，即構(gòu)成乳酸傳感器。其反應(yīng)如下：5.尿酸電化學(xué)傳感器

尿酸是核酸中嘌呤分解代謝的產(chǎn)物，正常值為2~7mg/dL，尿酸測(cè)定對(duì)于診斷痛風(fēng)十分有幫助。通過檢測(cè)尿酸酶催化反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物，進(jìn)而可以用來測(cè)定尿酸的含量。在分子氧的存在下，尿酸經(jīng)尿酸氧化酶氧化成尿囊素、過氧化氫和二氧化碳，反應(yīng)式如下所示：7.電流型有機(jī)磷農(nóng)藥殘留傳感器1）抑制型12）抑制型2有機(jī)磷農(nóng)藥iΔiΔi有機(jī)磷農(nóng)藥3）直接型–?–OH–OPH8.HIV–1型蛋白酶電化學(xué)傳感器

A.傳感器在(a)40nM,(b)60nM