葡萄糖酶传感器课程设计

1、生物医学传感器测量与信号处理课程设计报告姓名：学号：班级：生物医学工程生物医学传感器生物医学传感器 t789lfl113、缓冲溶液pH值的影响分别在浓度为300mm。比pH=3、4、5、6、7、8、9、10的磷酸缓冲溶液中注入一定量的葡萄糖标准溶液，记录溶解氧浓度下降曲线（所得结果如图），从图中可以看出:pH从4一9溶解氧浓度下降值变化幅度不大并且7是响应值最大，但当pH3或10时，溶解氧浓度下降值明显偏低，可能是过酸或过碱破坏了酶的结构而失去活性的缘故，所以要保证传感器的ph值稳定在酶的最适ph值附近。15152.01.54、温度的影响在用恒温水浴控制温度分别为10C、20C、25C、30C

2、、35C、40C、45C的磷酸缓冲溶液（200mmol/L,PH=7）中，注入一定量的葡萄糖标准溶液，记录溶解氧浓度下降曲线（所得结果见图），从图可以看出：随着温度的升高，溶解氧浓度下降值增大，即葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化速度增大，但是考虑到恒定的高温条件不好控制，且长期在高温条件下操作的酶膜容易失活，因此必须确保传感器工作在适宜的温度。5、离子强度的影响分别在浓度为25、50、100、200、300、400、500mmol/L的缓冲溶液中分别加入一定量的葡萄糖标准溶液，记录溶解氧浓度下降曲线(所得结果见图)。从图可以看出：随着离子强度的增加，溶解氧浓度下降值增大，当缓冲液的浓度小于300mm

3、/L，电极的响应时间大约805,但是当缓冲液的浓度大于300mmol/L，电极的响应时间增长达120s,所以要保证传感器中酶工作在适宜的缓冲液浓度中。6、传感器的响应性能(1)响应时间在300mMpH=7.0的磷酸缓冲溶液中测定0.5mM葡萄糖标准溶液，记录从加样到溶解氧浓度基本平衡时的值，平均响应时间为805。线性范围、检测限、精密度葡萄糖浓度在18林Mwel.10mM之间呈现良好的线性范围，以空白值的3倍标准偏差计算传感器的检测限为9两，对0.smM的葡萄糖溶液重复测定10次,RSD=3,38%。(3)使用稳定性、贮藏稳定性和操作稳定性以0.5M葡萄糖溶液测定传感器的响应情况，每张膜可使用

4、220多次后，响应值变为初始值的86.3%。在测定间隔置键合有酶的尼龙网于4C的磷酸缓冲溶液中，50天后，响应值变为初始值的83%，可能是尼龙网有抗细菌侵蚀的缘故。这说明此传感器具有较长的使用寿命。将不同的3片尼龙网分别装配到氧电极上，以0.smM葡萄糖溶液测定尼龙网的响应情况，测得的溶解氧浓度下降值依次为4.14mg/L、3.94mg/L、4.14mg/L，平均值为4.07mg/L。7、电极的选择性对实际样品血液中存在的物质(氨基乙酸、DL一a一氨基丙酸、尿素、氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸镁、氯化钱等)对葡萄糖的测定可能存在干扰进行了测定，并将其换算成产生相同响应信号时葡萄糖的含量，结果如表

5、1所示:这些物质对葡萄搪的测定基本不产生干扰。干扰物干扰物淹度相当于产生相同信号前痢萌権的浓度(mmol/L)氮屋乙陵20-0.0325丙胺酸20-0.020520-0.0096NHC120-0.0154CaCl?200,00096KC1200.0106NaCI20-0.0096尿素200.0048尿酸100.0133抗坏膻型200.07108、实际样品的分析测定将样品人血液于离心机中4000r/m离心lsmin,取上清液，用磷酸缓冲液将其稀释至葡萄糖的线性范围内，用该生物传感器对实际样品进行测定，并与葡萄搪试剂盒所测结果基本吻合。并对实际样品进行了回收率实验，结果列于表2。该方法的回收率在9

6、5%104%之间，说明该电极具有较高的可靠性。葡萄糖的浓度(mmoUL)HKEl收舉鷹冋收率相对标加入液匪传感器品试剂盒方法(mnnol?L)(mmol/L)1(%)3)13323.415J55.25952324.524135.555.359734.013785.555.761045.25、结论（展望）葡萄糖传感器的发展非常迅速，目前在医学和工业等多领域得到了广泛的应用。但是，仍然有很多存在的问题，测量的精度和环境受到制约，目前有多种先进的物质如纳米技术等被应用到葡萄糖传感器的测量中，为葡萄糖传感器的发展提供了更为广阔的空间，我相信，随着科学技术的进步，葡萄糖的测量一定得到更广阔的发展，测量精

7、度，环境限制，产品成本等会得到优化，越来越多的领域会应用到这种测量，总之，随着集成微光、机，电系统技术的发展以及光导.光纤、超导。纳米技术,智能材料等新技术的应用.将会出现大量的生物传感器。这些传感器通过进一步的信息采集与传输、处理集成化，智能化.将具有自检自校.量程转换、定标和数据处理等功能，葡萄糖生物传感器的功能必将得到进一步增强和完善，性能必将进一步提高,将更加灵敏，可靠。6、设计心得体会这个学期我们学习了生物医学传感器与检测这门课程，它是一门综合应用相关课程的知识和内容来解决科研、生产、国防建设乃至人类生活所面临的测试问题的课程。课程知识的实用性很强，因此实验就显得非常重要，我们做了金

8、属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较等多个实验实验。同时完成了葡萄糖传感器的设计。由于自己的理论知识基础不好，在实验和设计过程遇到了许多的难题，也使我感到理论知识的重要性。但是我并没有气垒，在实验中发现问题，自己看书，独立思考，最终解决问题，从而也就加深我对课本理论知识的理解，达到了“双赢”的效果。通过本门课程设计，以下能力得到了较大的提高：首先了解常用传感器的原理和应用，以及传感器使用的注意事项及各种测试中不同传感器的选择方法。其次，培养具有综合应用相关知识来解决测试问题的基础理论；最后，培养在实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力，熟练地掌握课本上的知识，这样才能对试验中出现的问题进行分析

9、解决。完成葡萄糖传感器课程设计，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、文献查阅的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，学以致用，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。设计过程让我明白，作任何事都要仔细认真，也许一个小小的疏忽都将导致整个工作前功尽弃。相反，认真可以发现“柳暗花明又一村”的效果。遇到实际问题时，只要认真思考，用所学的知识，再一步步探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。完成葡萄糖传感器的设计感触颇多，总结一下：第一、是心态问题。要做好一件事，心态是很重要的。有好的心态，就会投入十二分的心力去努力，做事效果也是事半功倍。第二、就是遇事多动脑，并且注意学习其他人的长处，吸收老师和教导者的经验。第三、动手能力和资料搜索能力的培养。在生活中遇到一些小事情时自己动手解决，这样可以增强我们的