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9.1概述生物传感器的特点:(1)采用固定化生物活性物质作催化剂,价值昂贵的试剂可以重复多次使用,克服了过去酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点。(2)专一性强,只对特定的底物起反应,而且不受颜色、浊度的影响。(3)分析速度快,可以在一分钟得到结果。(4)准确度高,一般相对误差可以达到1%。(5)操作系统比较简单,容易实现自动分析。(6)成本低,在连续使用时,每例测定仅需要几分钱人民币。(7)有的生物传感器能够可靠地指示微生物培养系统内的供氧状况和副产物的产生。9.1.1生物传感器的工作原理49.1.2生物传感技术的发展历史9.1.3生物传感器的分类9.2生物传感技术的分子识别原理与技术81.酶浓度对反应速度的影响在一定的温度和pH值条件下,当底物浓度大大超过酶的浓度时,酶的浓度与反应速度呈正比关系。2.底物浓度对反应速度的影响在酶的浓度不变的情况下,底物浓度对反应速度影响的作用呈现矩形双曲线。在底物浓度很低时,反应速度随底物浓度的增加而急聚加快,两者呈正比关系,即一级反应。随底物浓度升高,反应速不呈正比例加快,反应速度增加的幅度不断下降。如果继续加大底物浓度,反应速度不再增加,表现为0级反应。此时,无论底物浓度增加多大,反应速度也不再增加,说明酶被底物所饱和。11下表一些酶的最适pH值溶液的pH值高于和低于最适pH值时都会使酶的活性降低,远离最适pH值时甚至导致酶的变性失活。135.抑制剂对反应速度的影响凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称作酶的抑制剂。使酶变性失活(称为酶的钝化)的因素如强酸、强碱等,不属于抑制剂。通常抑制作用分为可逆性抑制和不可逆性抑制两类。6.激活剂对酶促反应速度的影响能使酶活性提高的物质,都称为激活剂,其中大部分是离子或简单的有机化合物。15174.微生物反应的分类方式微生物反应主要有下面三种分类方式(1)按照生物代谢流向,微生物反应可以分为同化作用和异化作用。(2)按照微生物对营养的要求,微生物反应可以分为自养性和异养性。(3)按照微生物反应对氧的需求与否,微生物反应可以分为好氧反应和厌氧反应。191.抗原(1)抗原的定义抗原是能够刺激动物体产生免疫反应的物质。抗原有两种性能:刺激机体产生免疫应答反应和与相应免疫反应产物发生异性结合反应。前一种性能称为免疫原性,后一种性能称为反应原性。具有免疫原性的抗原完全抗原,那些只有反应原性,不刺激免疫应答反应的称为半抗原。(2)抗原的分类通常,根据来源的不同,抗原又可以分为如下几种:①天然抗原②人工抗原③合成抗原。合成抗原是化学合成的多肽分子。21免疫传感器的种类2.抗体(1)抗体的定义抗体是由抗原刺激机体产生的特性免疫功能的球蛋白,又称免疫球蛋白。(2)抗体的结构免疫球蛋白都是由一至几个单体组成,每个单体有两条相同的分子量较大的重链和两条相同分子量较小的轻链组成,链与链之间通过二硫链及非共价键链连接。(3)抗体的特性抗体早已用在免疫检测中,其与相应抗原之间的键连接甚至比酶与其基质之间的连接更加有力,特别是对对应的抗原的连接更是如此。259.2.4膜技术272.膜处理方法(1)微滤(MF)膜技术微滤膜是以静压差为推动力,利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。(2)超滤(UF)膜技术超过滤是以压差为驱动力,利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术。3.纳滤(NF)膜技术纳滤膜是在反渗透膜的基础上发展起来的,因具有纳米级的孔径故名纳滤。4.反渗透(RO)膜技术反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程,推动力为压力差,即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力,使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。反渗透系统由反渗透装置及其预处理和后处理三部分组成。5.电渗析(ED)膜技术电渗析是一个电化学分离过程,是在直流电场作用下以电位差为驱动力,通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。电渗析系统通常由预处理设备、整流器、自动控制设备和电渗析器等组成。6.渗透蒸发(PV)膜技术渗透蒸发是一个压力驱动膜分离过程,它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别,通过渗透与蒸发,达到分离目的的一个过程。7.双极膜(BPM)技术双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜。阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜,如水解离膜,一、二价离子分离膜,防结垢膜,抗污染膜,低压反渗透脱硬膜。表几种重要的膜分离过程8.膜技术的集成应用9.3.1酶传感器332.酶传感器的工作原理当酶电极浸入被测溶液,待测底物进入酶层的内部并参与反应,大部分酶反应