第一节新进展概述第二节生物传感器技术与应用第三节生物芯片技术与应用第四节免疫技术及其应用第二节生物传感器与食品安全检测２生物传感器工作原理２.1将化学变化转变成电信号2.2将热变化转换成电信号２.３将光信号转变为电信号上述三类传感器原理的共同点：都是将分子识别元件中的生物敏感物质与待测物发生化学反应,将反应后所产生的化学或物理变化再通过信号转换器转变为电信号进行测量,这种方式统称为间接测量方式.２.4直接产生电信号方式３生物传感器发展历程20世纪70年代中期后,生物传感器技术的成功主要集中在对生物活性物质的探索、活性物质的固定化技术、生物电信息的转换以及生物传感器等研究,并获得了较快的进展。1977年,钤木周一等发表了关于对生化需氧量(BOD)进行快速测定的微生物传感器的报告,正式提出了对生物传感器的命名。４生物传感器分类每一类名称又都包含许多种具体的生物传感器例如，酶电极类:根据所用酶的不同就有几十种，如葡萄糖电极、尿素电极、尿酸电极、胆固醇电极、乳酸电极、丙酮酸电极等等．葡萄糖电极也并非只有一种，有用pH电极或碘离子电极作为转换器的电位型葡萄糖电极，有用氧电极或过氧化氢电极作为转换器的电流型葡萄糖电极等．实际上还可再细分。生物亲合型传感器被测物质与分子识别元件上的敏感物质具有生物亲合作用，即二者能特异地相结合，同时引起敏感材料的分子结构和/或固定介质发生变化。例如：电荷、温度、光学性质等的变化。反应式可表示为：S（底物）+R（受体）=SR代谢型传感器底物（被测物）与分子识别元件上的敏感物质相作用并生成产物，信号转换器将底物的消耗或产物的增加转变为输出信号，这类传感器称为代谢型传感器，其反应形式可表示为S（底物）＋R（受体）=SR→P（生成物）生物传感器优点：可以实现连续的在线检测，使食品加工过程的质量控制变得简便；响应速度快，样品用量少；与其他大型分析仪器相比，生物传感器的制作成本低，且可反复使用。6生物传感器组成部分（一）生物识别元件（二）换能器换能器(信号转换器)将分子识别元件进行识别时所产生的化学的或物理的变化转换成可用信号．生物传感器的信号转换器已有许多种，其中到目前为止用得最多的且比较成熟的是电化学电极，用它组成的生物传感器称为电化学生物传感器．（三）信号处理放大装置手掌型葡萄糖(glucose)分析仪6.2传感器类型(1)酶传感器(EnzymeSensor)酶的活力单位（酶单位）酶传感器葡萄糖电极缺点:(1)溶解氧的变化可能引起电极响应的波动;(2)由于氧的溶解度有限,当溶解氧贫乏时,响应电流明显下降而影响检测限;(3)传感器响应性能受溶液pH值和温度影响较大依据信号转换器的类型,酶传感器大致可分为酶电极(主要包括离子选择电极、气敏电极、氧化还原电极等电化学电极)、酶场效应晶体管传感器(FET-酶)和酶热敏电阻传感器等(2)组织传感器(TissueSensor)肝组织电极动物肝组织中含有丰富的H2O2酶，可与氧电极组成测定H2O2及其它过氧化物的组织电极．1981年Mascini等研究了数种哺乳动物和其它动物（鸟、鱼、龟）的肝组织电极，翌年，报道了基于牛肝组织的H2O2电极．若向溶液中通以氮气，以降低氧的溶解度，减少空气平衡溶液中氧的残余电流（约10μA）至十分之几微安，检测下限可降低至1X10-5mol／L，相关系数R=0.997(n＝9)植物组织膜电极结构图解b一果皮,c-中果皮,d-内果皮1-中果皮组织薄片2-固定化骨架3-透气健,4-垫圈5-内电解质6-复合PH电极7-塑料电极体二氧化碳气敏电极结构(3)微生物传感器装置：由适合的微生物电极与氧电极组成。原理：利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的.例如,荧光假单胞菌,能同化葡萄糖；芸苔丝孢酵母可同化乙醇,因此可分别用来制备葡萄糖和乙醇传感器，这两种细菌在同化底物时,均消耗溶液中的氧,因此可用氧电极来测定基于不同类型的信号转换器,常见的微生物传感器有电化学型、光学型、热敏电阻型、压电高频阻抗型和燃料电池型，(4)核酸传感器7生物传感器的应用7.1在食品分析的应用由于大多数鱼死后5～20h，ATP，ADP和AMP已分解尽，超过24h，鲜度主要取决于IMP-肌苷-次黄嘌呤-尿酸。基于此，Karube等催化将这3个步骤的三种酶（5’－核苷酸酶、核苷磷酸化酶、黄嘌呤氧化酶）固定在氧电极上，制成鱼鲜度测定仪。2.肉鲜度传感器3.食品添加剂的分析4.污染微生物的检测2病原菌的检测发酵罐1)、发酵中葡萄糖测定2)、谷氨酸发酵液的分析在我国发酵工厂普及应用的谷氨酸-葡萄糖双功能分析仪3、乳酸传感器在发酵上的应用乳酸传感器的应用现状①是体育