酶傳感器工作原理圖課件

關(guān)于酶傳感器工作原理圖第1頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三酶傳感器工作原理圖第2頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三測(cè)定物質(zhì)氧氣過氧化氫氨氣二氧化碳透氣膜鉑陰電極鉑陽電極氫正離子敏感膜電流測(cè)量電位測(cè)量電極酶膜H正離子電位（電極）電流（場(chǎng)效應(yīng)管）熱光熱敏電阻傳感器光纖傳感器酶傳感器的類型第3頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三酶的固定方法1、吸附法2、包埋法3、共價(jià)結(jié)合法4、交聯(lián)法第4頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三測(cè)定方法無機(jī)化學(xué)法：Folin-Wu法有機(jī)化學(xué)法：鄰甲苯胺法酶法：葡萄糖氧化酶法血糖測(cè)定的常用方法應(yīng)用實(shí)例第5頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三

方法類型原理用途及備注磷鉬酸法定量G+Cu2+→Cu2O↓

穩(wěn)定、準(zhǔn)確、但對(duì)（Folin-Wu）分光Cu2O+磷鉬酸試劑→藍(lán)色鉬化合物

葡萄糖無特異性，（430nm）

受血中非糖還原物

質(zhì)的影響。鄰甲苯胺法定量G+鄰甲苯胺→藍(lán)綠色的席弗(Schiff)堿較Folin-Wu法特異

（630nm）但不及酶法。D-甘露糖能與鄰甲苯胺反應(yīng)，生成類似吸收光譜，造成正誤差。（一）化學(xué)法第6頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三酶法分析是指用酶作為工具定量測(cè)定某種物質(zhì)含量的分析方法。定量分析的目標(biāo)可以是酶的底物，輔酶，也可以是酶的激活劑或抑制劑。（二）酶法第7頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三酶法分析的主要方法：

單酶反應(yīng)定量法和偶聯(lián)酶反應(yīng)定量法單酶反應(yīng)定量法：指用一種酶為工具酶定量測(cè)定某種物質(zhì)的方法。偶聯(lián)酶反應(yīng)定量法：當(dāng)單酶反應(yīng)底物或產(chǎn)物反應(yīng)底物或產(chǎn)物的物理化學(xué)手段無法區(qū)分時(shí)，還可以借助另一種酶作為指示酶，通過偶聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行定量分析。第8頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三方法類型原理用途及備注己糖激酶定量G+ATP→G-6-P+ADP血清尿液腦脊液、（HK）法

分光G-6-P+NADP+

公認(rèn)參考方法

動(dòng)態(tài)→GA-6-P+NADPH操作簡便，特異

終點(diǎn)（340nm）性和靈敏性均高推薦常規(guī)方法葡萄糖氧同上G+O2→GA+H2O2化酶（POD）H2O2+染料→有色染料偶聯(lián)法（還原型）（氧化型）

可制試紙片定量（Trinder）（4-氨基安替比林+酚

半定量篩選試驗(yàn)→紅色琨類化合物505nm）第9頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三發(fā)展史第一階段：經(jīng)典葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器

采用過氧化氫電極作為基礎(chǔ)電極，通過檢測(cè)H2O2的產(chǎn)生量，進(jìn)而檢測(cè)血清中的葡萄糖含量。優(yōu)點(diǎn)：葡萄糖濃度與產(chǎn)生的H2O2有當(dāng)量關(guān)系，不受血液中氧濃度變化的影響。采用過氧化氫作為基礎(chǔ)電極的生物傳感器是最早的生物傳感器。第二階段：介體葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器在經(jīng)典葡萄糖酶電極的基礎(chǔ)之上改良而成的，引入化學(xué)介體代替過氧化氫作為基礎(chǔ)電極，利用具有較低氧化電位的傳遞介體在電極上產(chǎn)生的氧化電流，在測(cè)定葡萄糖時(shí)，可以避免其他電活性物質(zhì)的干擾，提高了測(cè)定的靈敏度和準(zhǔn)確性。第三階段：直接葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器

直接葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器是指不采用媒介體，利用酶與電極間的直接電子傳遞設(shè)計(jì)制作葡萄糖傳感器。將酶共價(jià)鍵合到化學(xué)修飾電極上，或?qū)⒚腹潭ǖ蕉嗫纂娋酆衔镄揎楇姌O上，使酶氧化還原活性中心與電極接近，直接電子傳遞就能夠相對(duì)容易地進(jìn)行，從而使電極的響應(yīng)速度更快、靈敏度更高，真正實(shí)現(xiàn)酶的專一和高效催化。第10頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三應(yīng)用舉例：葡萄糖傳感器

工作原理

故葡萄糖濃度測(cè)試方法有三種：①測(cè)耗量Ｏ２

②測(cè)Ｈ２Ｏ２生成量③測(cè)由葡萄糖酸而產(chǎn)生的ＰＨ變化。

葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）葡萄糖+H2O＋Ｏ２――――――→葡萄糖酸＋Ｈ２Ｏ２手掌型血糖分析器第11頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三測(cè)量氧消耗量的葡萄糖傳感器第12頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三測(cè)量氧消耗量的葡萄糖傳感器氧電極構(gòu)成：①由Ｐb陽極和Ｐt陰極浸入堿溶液，②陰極表面用氧穿透葡萄糖（基質(zhì)）膜覆蓋[特氟隆，厚約１０μm]氧電極測(cè)O2原理：利用氧在陰極上首先被還原的特性。溶液中的O2穿過特氟隆膜到達(dá)Pt陰極上，當(dāng)外加一個(gè)直流電壓為氧的極化電壓(如0.7V)時(shí)，則氧分子在Pt陰極上得電子，被還原:其電流值與含O2濃度成比例。Ｏ2+２Ｈ2Ｏ+４e=======４ＯＨ－

第13頁，講稿共15頁，2023年5月2日，星期三A是一般的商品化電極型血糖儀的組成部分，包括血糖試紙和用作電化學(xué)讀數(shù)計(jì)的血糖儀。血糖試紙即敏感元件，血糖儀集換能器與信號(hào)處理系統(tǒng)于一體。當(dāng)血糖試紙插入血糖儀的插槽并加入血樣后，以鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀為導(dǎo)電介質(zhì)實(shí)施血糖的電化學(xué)測(cè)定時(shí)血糖試紙的電極上將發(fā)生如圖2B中所示的反應(yīng)。葡萄糖（Glucose）經(jīng)葡萄糖氧化酶（GO/FAD）催化氧化成為葡萄糖內(nèi)酯（d-Gluconolactone），同時(shí)葡萄糖氧化酶轉(zhuǎn)化為其還原態(tài)（GO/FADH2）。接著，葡萄糖內(nèi)酯水解為葡萄糖酸（GluconicAcid），還原態(tài)葡萄糖氧化酶將鐵氰離子（[Fe(CN)6]3-）還原為亞鐵氰離子（[Fe(CN)6]4-）。當(dāng)血糖儀施加一定的電壓后，亞鐵氰離子（[Fe(CN)6]4-）還原為鐵氰離子（[Fe(CN)6]3-）,并產(chǎn)生電流，電流大小與葡萄糖濃度成正比，該線性關(guān)系由電流-葡萄糖濃度線性方程來描述：