微生物传感器学习教案

1、会计学1微生物传感器微生物传感器第一页，共79页。2第2页/共79页第二页，共79页。3第3页/共79页第三页，共79页。4第4页/共79页第四页，共79页。二、微生物的营养二、微生物的营养(yngyng)类型类型第5页/共79页第五页，共79页。念珠念珠(ninzh)蓝细菌蓝细菌第6页/共79页第六页，共79页。光光菌绿素菌绿素2H2S+CO2 (CH2O)+H2O+2S（绿硫细菌和紫硫细菌）（绿硫细菌和紫硫细菌）光光叶绿素叶绿素H2OCO2 (CH2O)+O2（蓝细菌）（蓝细菌）第7页/共79页第七页，共79页。光能光能 细菌叶绿细菌叶绿 CH3 CO2+2CHOH CH2O+2CH3CO

2、CH3+H2O CH3(红螺红螺(hn lu)菌菌)第8页/共79页第八页，共79页。产甲烷细菌产甲烷细菌(xjn)第9页/共79页第九页，共79页。10H2S S H2SO4NH3 HNO2 HNO3第10页/共79页第十页，共79页。第11页/共79页第十一页，共79页。第12页/共79页第十二页，共79页。第13页/共79页第十三页，共79页。能源能源碳源碳源光能自养光能CO2光能异养光能有机物化能自养无机物CO2化能异养有机物有机物14第14页/共79页第十四页，共79页。15第15页/共79页第十五页，共79页。16第16页/共79页第十六页，共79页。17第17页/共79页第十七页

3、，共79页。18第18页/共79页第十八页，共79页。19第19页/共79页第十九页，共79页。20第20页/共79页第二十页，共79页。21第21页/共79页第二十一页，共79页。22第22页/共79页第二十二页，共79页。23第23页/共79页第二十三页，共79页。24微生物传感器类型微生物传感器类型(lixng)第24页/共79页第二十四页，共79页。25第25页/共79页第二十五页，共79页。26呼吸呼吸(hx)机能型微生物传感器机能型微生物传感器第26页/共79页第二十六页，共79页。27第27页/共79页第二十七页，共79页。28代谢代谢(dixi)(dixi)机能型微生物传感器机

4、能型微生物传感器 第28页/共79页第二十八页，共79页。29第29页/共79页第二十九页，共79页。30第30页/共79页第三十页，共79页。（1）甲烷）甲烷(ji wn)微生物传感器微生物传感器第31页/共79页第三十一页，共79页。32第32页/共79页第三十二页，共79页。33第33页/共79页第三十三页，共79页。34 甲烷甲烷(ji wn)(ji wn)微生物传感器系统示意图微生物传感器系统示意图第34页/共79页第三十四页，共79页。351,10-1,10-真空泵；真空泵； 2- 2-气体样品袋；气体样品袋； 3- 3-气体管道；气体管道； 4- 4-过滤膜；过滤膜；5-5-可控

5、反应器；可控反应器；6-6-甲烷甲烷- -微生物反应器；微生物反应器；7-7-氧电极；氧电极；8-8-放大器放大器9-9-记录仪；记录仪；11,12,13,14,15,16,17-11,12,13,14,15,16,17-玻璃玻璃(b l)(b l)阀阀 甲烷微生物传感器连续检测系统甲烷微生物传感器连续检测系统第35页/共79页第三十五页，共79页。36原理原理(yunl) 第36页/共79页第三十六页，共79页。37Rec-Rec+第37页/共79页第三十七页，共79页。38Rec+Rec-1- ；2- ； 3-过滤器；过滤器； 4-聚四氟乙烯膜；聚四氟乙烯膜；5-铂阴极；铂阴极； 6-铅阳

6、极铅阳极(yngj)； 7-记录仪；记录仪；，-为含为含DNA修复机构缺损株和野生株的枯草修复机构缺损株和野生株的枯草杆菌杆菌测定变异测定变异(biny)原的微生物传感原的微生物传感器系统器系统第38页/共79页第三十八页，共79页。39Rec-Rec+原理原理(yunl) 第39页/共79页第三十九页，共79页。40第40页/共79页第四十页，共79页。BODBOD（生化（生化(shn hu)(shn hu)需氧量）微生物传感需氧量）微生物传感器结构示意图器结构示意图第41页/共79页第四十一页，共79页。 BOD微生物传感器的电流(dinli)响应 第42页/共79页第四十二页，共79页。

7、43原理原理(yunl) 第43页/共79页第四十三页，共79页。商业化BOD微生物传感器第44页/共79页第四十四页，共79页。45第45页/共79页第四十五页，共79页。46甲醇甲醇(ji (ji chn)chn)第46页/共79页第四十六页，共79页。47醋酸醋酸(c (c sun)sun)第47页/共79页第四十七页，共79页。48第48页/共79页第四十八页，共79页。49第49页/共79页第四十九页，共79页。50第50页/共79页第五十页，共79页。51第51页/共79页第五十一页，共79页。52第52页/共79页第五十二页，共79页。53谷氨酸谷氨酸谷氨酸钠谷氨酸钠第53页/共

8、79页第五十三页，共79页。54第54页/共79页第五十四页，共79页。55 用谷氨酸棒状杆菌作为酶源，可以制备尿素传感器。用谷氨酸棒状杆菌作为酶源，可以制备尿素传感器。 根据电极根据电极(dinj)电位响应便可对尿素含量进行测定。电位响应便可对尿素含量进行测定。第55页/共79页第五十五页，共79页。56部分部分(b fen)(b fen)电位型微生物传感器电位型微生物传感器第56页/共79页第五十六页，共79页。57第57页/共79页第五十七页，共79页。压电石英晶体谐振频率变化量与晶体表面均匀沉积压电石英晶体谐振频率变化量与晶体表面均匀沉积(chnj)的极薄层刚性物质质量之间成正比，即的

9、极薄层刚性物质质量之间成正比，即2200002/fKfm Afm A 第58页/共79页第五十八页，共79页。59第59页/共79页第五十九页，共79页。60燃料电池型微生物传感器信号燃料电池型微生物传感器信号(xnho)产生产生机理机理第60页/共79页第六十页，共79页。 有机物作为燃料在阳极室中被微生物氧化，产生的电子传递给电池阳极，电子有机物作为燃料在阳极室中被微生物氧化，产生的电子传递给电池阳极，电子通过外电路到达阴极，从而通过外电路到达阴极，从而(cng r)形成回路产生电流。其阳极和阴极反应式如下形成回路产生电流。其阳极和阴极反应式如下所示：所示：阳极反应：阳极反应： (CH2O

10、)nnH2O nCO24ne-4nH+阴极反应：阴极反应： 4e-O24H+ 2H2O(1) 生物燃料电池生物燃料电池(rn lio din ch)的原理的原理第61页/共79页第六十一页，共79页。62第62页/共79页第六十二页，共79页。第63页/共79页第六十三页，共79页。第64页/共79页第六十四页，共79页。656.其他其他(qt)类型微生物传感类型微生物传感器器第65页/共79页第六十五页，共79页。22232(NH ) CO+H O2NH +CO 脲酶2NH3+3O2 3HNO2+H2O硝化硝化(xio hu)菌菌第66页/共79页第六十六页，共79页。222222+H OH

11、 OH OOHCHOH O 肌酸酐水解酶脒基肌酸水解酶肌氨酸氧化酶肌酸酐肌酸肌酸肌氨酸脲肌氨酸甘氨酸第67页/共79页第六十七页，共79页。68又称高温又称高温(gown)(gown)细菌、嗜热微生物。细菌、嗜热微生物。生活在高温生活在高温(gown)(gown)环境中，如火山口、温泉、工厂高温环境中，如火山口、温泉、工厂高温(gown)(gown)废水排放区。废水排放区。第68页/共79页第六十八页，共79页。69第69页/共79页第六十九页，共79页。70第70页/共79页第七十页，共79页。71第71页/共79页第七十一页，共79页。72常见常见(chn jin)的生物组织酶传的生物组织

12、酶传感器感器第72页/共79页第七十二页，共79页。73（1 1）猪肾）猪肾- -谷氨酰胺电极谷氨酰胺电极(dinj)(dinj)谷氨酰胺谷氨酰胺 水解酶水解酶第73页/共79页第七十三页，共79页。74第74页/共79页第七十四页，共79页。75（2）夹壳豆）夹壳豆-尿素尿素(nio s)电极电极脲酶脲酶第75页/共79页第七十五页，共79页。76（3）苹果）苹果(pnggu)-多巴胺电极多巴胺电极当多巴胺风起云涌的时候，我们狂热当多巴胺风起云涌的时候，我们狂热(kungr)地爱与被爱着，尽情享受爱的甜蜜；当多巴胺地爱与被爱着，尽情享受爱的甜蜜；当多巴胺风平浪静的时候，我们坦然处之，仍然为爱

13、奉风平浪静的时候，我们坦然处之，仍然为爱奉献与努力，不离不弃。献与努力，不离不弃。 多巴胺与爱情多巴胺与爱情(iqng) 多巴胺与购物多巴胺与购物 多巴胺与帕金森多巴胺与帕金森 左旋多巴左旋多巴2000年，获诺贝尔奖年，获诺贝尔奖第76页/共79页第七十六页，共79页。 不同品种的苹果催化效果不同品种的苹果催化效果(xiogu)不同：富士苹果的催化效果不同：富士苹果的催化效果(xiogu)优于香蕉苹果；优于香蕉苹果； 对于同一品种苹果，不同部位的催化效果对于同一品种苹果，不同部位的催化效果(xiogu)不同：外层果汁、中层果汁、内层果汁的催化效果不同：外层果汁、中层果汁、内层果汁的催化效果(xiogu)逐渐增大。逐渐增大。第77页/共79页第七十七页，共79页。788. 细胞细胞(xbo)和细胞和细胞(xbo)器传感器器传感器 定