酶传感器工作原理图

关于酶传感器工作原理图酶传感器工作原理图第2页,共15页，2024年2月25日，星期天测定物质氧气过氧化氢氨气二氧化碳透气膜铂阴电极铂阳电极氢正离子敏感膜电流测量电位测量电极酶膜H正离子电位（电极）电流（场效应管）热光热敏电阻传感器光纤传感器酶传感器的类型第3页,共15页，2024年2月25日，星期天酶的固定方法1、吸附法2、包埋法3、共价结合法4、交联法第4页,共15页，2024年2月25日，星期天测定方法无机化学法：Folin-Wu法有机化学法：邻甲苯胺法酶法：葡萄糖氧化酶法血糖测定的常用方法应用实例第5页,共15页，2024年2月25日，星期天

方法类型原理用途及备注磷钼酸法定量G+Cu2+→Cu2O↓

稳定、准确、但对（Folin-Wu）分光Cu2O+磷钼酸试剂→蓝色钼化合物

葡萄糖无特异性，（430nm）

受血中非糖还原物

质的影响。邻甲苯胺法定量G+邻甲苯胺→蓝绿色的席弗(Schiff)碱较Folin-Wu法特异

（630nm）但不及酶法。D-甘露糖能与邻甲苯胺反应，生成类似吸收光谱，造成正误差。（一）化学法第6页,共15页，2024年2月25日，星期天酶法分析是指用酶作为工具定量测定某种物质含量的分析方法。定量分析的目标可以是酶的底物，辅酶，也可以是酶的激活剂或抑制剂。（二）酶法第7页,共15页，2024年2月25日，星期天酶法分析的主要方法：

单酶反应定量法和偶联酶反应定量法单酶反应定量法：指用一种酶为工具酶定量测定某种物质的方法。偶联酶反应定量法：当单酶反应底物或产物反应底物或产物的物理化学手段无法区分时，还可以借助另一种酶作为指示酶，通过偶联反应进行定量分析。第8页,共15页，2024年2月25日，星期天方法类型原理用途及备注己糖激酶定量G+ATP→G-6-P+ADP血清尿液脑脊液、（HK）法

分光G-6-P+NADP+

公认参考方法

动态→GA-6-P+NADPH操作简便，特异

终点（340nm）性和灵敏性均高推荐常规方法葡萄糖氧同上G+O2→GA+H2O2化酶（POD）H2O2+染料→有色染料偶联法（还原型）（氧化型）

可制试纸片定量（Trinder）（4-氨基安替比林+酚

半定量筛选试验→红色琨类化合物505nm）第9页,共15页，2024年2月25日，星期天发展史第一阶段：经典葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器

采用过氧化氢电极作为基础电极，通过检测H2O2的产生量，进而检测血清中的葡萄糖含量。优点：葡萄糖浓度与产生的H2O2有当量关系，不受血液中氧浓度变化的影响。采用过氧化氢作为基础电极的生物传感器是最早的生物传感器。第二阶段：介体葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器在经典葡萄糖酶电极的基础之上改良而成的，引入化学介体代替过氧化氢作为基础电极，利用具有较低氧化电位的传递介体在电极上产生的氧化电流，在测定葡萄糖时，可以避免其他电活性物质的干扰，提高了测定的灵敏度和准确性。第三阶段：直接葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器

直接葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器是指不采用媒介体，利用酶与电极间的直接电子传递设计制作葡萄糖传感器。将酶共价键合到化学修饰电极上，或将酶固定到多孔电聚合物修饰电极上，使酶氧化还原活性中心与电极接近，直接电子传递就能够相对容易地进行，从而使电极的响应速度更快、灵敏度更高，真正实现酶的专一和高效催化。第10页,共15页，2024年2月25日，星期天应用举例：葡萄糖传感器

工作原理

故葡萄糖浓度测试方法有三种：①测耗量Ｏ２

②测Ｈ２Ｏ２生成量③测由葡萄糖酸而产生的ＰＨ变化。

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页,共15页，2024年2月25日，星期天测量氧消耗量的葡萄糖传感器第12页,共15页，2024年2月25日，星期天测量氧消耗量的葡萄糖传感器氧电极构成：①由Ｐb阳极和Ｐt阴极浸入碱溶液，②阴极表面用氧穿透葡萄糖（基质）膜覆盖[特氟隆，厚约１０μm]氧电极测O2原理：利用氧在阴极上首先被还原的特性。溶液中的O2穿过特氟隆膜到达Pt阴极上，当外加一个直流电压为氧的极化电压(如0.7V)时，则氧分子在Pt阴极上得电子，被还原:其电流值与含O2浓度成比例。Ｏ2+２Ｈ2Ｏ+４e=======４ＯＨ－

第13页,共15页，2024年2月25日，星期天A是一般的商品化电极型血糖仪的组成部分，包括血糖试纸和用作电化学读数计的血糖仪。血糖试纸即敏感元件，血糖仪集换能器与信号处理系统于一体。当血糖试纸插入血糖仪的插槽并加入血样后，以铁氰化钾/亚铁氰化钾为导电介质实施血糖的电化学测定时血糖试纸的电极上将发生如图2B中所示的反应。葡萄糖（Glucose）经葡萄糖氧化酶（GO/FAD）催化氧化成为葡萄糖内酯（d-Gluconolactone），同时葡萄糖氧化酶转化为其还原态（GO/FADH2）。接着，葡萄糖内酯水解为葡萄糖酸（GluconicAcid），还原态葡萄糖氧化酶将铁氰离子（[Fe(CN)6]3-）还原为亚铁氰离子（[Fe(CN)6]4-）。当血糖仪施加一定的电压后，亚铁氰离子（[Fe(CN)6]4-）还原为铁氰离子（[Fe(CN)6]3-）,并产生电流，电流大小与葡萄糖浓度成正比，该线性关系由电流-葡萄糖浓度线性方程来描述：

电流