生物传感器及其应用

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（sensortransducer）：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生物传感器（Biosensor）:是由固定化并具有化学分子识别功能的生物材料、换能器件及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器是因为其敏感元件来自于生物而得名。生物传感器选择性的好坏完全取决于它的敏感元件，而其它性能则和它的整体组成有关。2、生物传感器的定义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①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ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.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②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。③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。（1）依据生物传感器中分子识别元件的敏感性物质分类2、生物传感器的分类（2）依据生物传感器的信号转换器分类通过生物的分子识别作用，生物传感器中的生物敏感材料和生物样品中的待测物质特异性结合，并进行生物化学反应，产生离子、质子和质量变化等信号，信号的大小在一定条件下和样品中被测物质的量存在一定的关系，这些信号经换能器转换成电信号，电信号再经信号分析处理系统处理后输出，反映出样品中被测物质的量。三、生物传感器工作原理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ClicktoaddtitleinhereClicktoaddtitleinhereClicktoaddtitleinhereClicktoaddtitleinhere4123ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.1、生物传感器的反应基础

常见的反应有四类

免疫学反应

4123yisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.酶促反应微生物反应生物反应中发生的物理量变化①由于敏感物质经固定化，故可重复使用；②样品无需预处理，可直接分析；③响应快，样品用量微；④分析操作简单；⑤除缓冲液外无需添加试剂；⑥不要求样品的清晰度；⑦可连续分析，联机操作，易于实现自动化测量；⑧传感器成本远低于大型的分析仪器。2、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①可重复使用；②具有分子识别功能，能直接进行底物分析；③样品量要求少；④除了缓冲溶液以外，一般无需添加其它试剂；⑤对样品的浊度和颜色无要求；⑥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.Descriptionofthebusiness5.Descriptionofthebusiness1.Descriptionofthebusiness2.Descriptionofthebusiness3.DescriptionofthebusinessThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.将生物材料封闭在双层滤膜之间。微生物细胞敏感膜制备：①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；②测定菌悬液的光密度，确定菌体浓度；③取一定量的菌悬液滴于微孔滤膜上；④用合适的沙芯漏斗将水