生物传感器及其应用课件

1、第七章 生物传感器及其在食品工业中应用 第一节 生物传感器原理以及生物敏感材料 的固定化和成膜技术 第二节 生物传感器在食品工业中的应用第七章 生物传感器及其在食品工业中应用一、生物传感器基本概念1、传感器（sensor transducer）：是一种能把一种信号转换成另一种信号以实现信号检测的元器件。 被转换的信号通常包括磁、力、热、电、光和化学等信号，这些信号可以转换成声、光、电等信号以便分析和检测。 第一节、生物传感器原理以及生物敏感材料的固定化和成膜技术1、生物传感器的基本组成 由生物敏感元件、换能器和信号处理放大装置构成生物敏感元件：又称分子识别元件，它是酶、抗原（体）和微生物细胞等

2、具有分子识别能力的生物分子经固定化后形成的一种膜结构，对被测定的物质有选择性的分子识别能力。 二、生物传感器的基本组成和分类 生物传感器的基本组成ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents m

3、all developed by Guild Design Inc.生物敏感元件 换能器二、生物传感器的基本组成和分类信号处理放大装置换能器：又称为转换器，它能将识别元件上进行的生化反应中消耗或生成的化学物质，或产生的光或热等转换为电信号，并且在一定条件下，产生的电信号强度和反应中物质的变化量或（和）光、热等的强度呈现一定的比例关系，从本质讲它就是一种化学传感器。信号处理放大装置：它能将换能器产生的电信号进行处理、放大和输出。（2）依据生物传感器的信号转换器分类常见的生物反应有四类：酶促反应免疫学反应微生物反应生物反应中发生的物理量变化1、生物传感器的反应基础Click to add titl

4、e in here Click to add title in here Click to add title in here Click to add title in here 4123ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 由于敏感物质经固定化，故可重复使用； 样品无需预处理，可直接分析； 响应快，样品用量微； 分析操作简单； 除缓冲液外无需添加试剂； 不要求样品的清晰度； 可连续分析，联机操作，易于实现自动化测量； 传感器成本远低于大型的分析仪器。2、

5、生物传感器的特点四 、敏感膜的成膜技术和活性物质的固定化技术 敏感膜由生物活性物质经固定化后形成。1、传感器的敏感膜必需具备的性质 可重复使用； 具有分子识别功能，能直接进行底物分析； 样品量要求少； 除了缓冲溶液以外，一般无需添加其它试剂； 对样品的浊度和颜色无要求； 分析操作简单，可连续自动测定。2、活性物质的固定化技术一般将敏感生物材料固定在一人造膜内或其表面，通常有以下几种方法：夹心法、吸附法、包埋法、交联法、共价结合法、微囊法、半导体工艺固定化法等。 TextTextTextTextText4. Description of the business5. Description of

6、 the business1. Description of the business2. Description of the business3. Description of the businessThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.将生物材料封闭在双层滤膜之间。微生物细胞敏感膜制备： 将微生物培养物离心、洗涤、重新悬浮在蒸馏水或缓冲溶液中； 测定菌悬液的光密度，确定菌体浓度； 取一定量的菌悬液滴于微孔滤膜上； 用合适的沙芯漏斗将水轻轻抽干，使菌体成

7、一薄层均匀附着于膜表面；夹心法第二节 生物传感器在食品工业中的应用一、检测食品鲜度（一）鱼鲜度传感器 鱼、贝类水产品的鲜度是评价其质量的重要指标。鱼死后体内ATP经酶解依次形成ADP、AMP、IMP、肌苷、次黄嘌呤和尿酸。因此有人提出用K值表示鲜度： 肌苷+次黄嘌呤K(%)= ATP +ADP+AMP+IMP+肌苷+次黄嘌呤+尿酸Ki值越小，鱼越新鲜。采用催化上述三步骤的三种酶即5-核苷酸酶、核苷磷酸化酶、黄嘌呤氧化酶固定化后制成酶膜与氧电极构成了测定鱼肉的鲜度计。电极工作原理是以次黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶反应所消耗的氧量所对应的氧电极的电流改变值为基础。 肉类在腐败过程中会产生各种胺类，故测定胺

8、类也能反应肉类的新鲜程度。Chemnititus等人用腐胺氧化酶与过氧化氢电极构成多胺生物传感器，测定鱼肉在贮藏过程中的鲜度，响应时间40s,，测定腐胺线性范围为0.0310-63 10-6mol/L。（二）肉鲜度传感器 二、检测食品滋味及熟度日本农林水产省研制出一种传感器，可“品尝”肉汤的风味，用于肉汤生产过程的质量控制。利用动物味觉或嗅觉器官中化学识别分子研制味觉传感器或研制仿生味觉传感器。 Bussolati用从牛鼻粘膜中分离出的一种气味结合蛋白作为敏感材料，成功地对香味进行了测定，可望实现对食品中香味物质进行快速客观的评定。三、在食品分析中的应用（一）检测蛋白质和氨基酸（二）测定糖含量（三）测定食品中醇类（四）测定有机酸（一）食品中微生物的检测