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传感器技术与应用13.4微生物传感器CONTANTS目录13.1概述0113.2酶传感器020213.3免疫传感器0313.4微生物传感器0413.5其他常见生物传感器及应用0513.4微生物传感器0413.4.1工作原理

微生物主要包括原核微生物（如细菌）、真核微生物（如真菌、藻类和原虫）和无细胞生物（如病毒）等几大类。微生物传感器也称为微生物电极，它属于酶电极的衍生电极，除了生物活性物质不同外（用微生物替代酶），两者之间有相似的结构和工作原理。

微生物传感器根据对氧气的反应情况分为呼吸机能型微生物传感器和代谢机能型微生物传感器。（a）呼吸机能型（b）代谢机能型13.4.1工作原理（1）呼吸机能型由好氧型微生物固定化膜和氧电极（或CO2电极）组合而成。测定时以微生物的呼吸活性为基础。当微生物传感器插入溶解氧保持饱和状态的试液中时，试液中的有机化合物受到微生物的同化作用，微生物的呼吸加强，在电极上扩散的氧减少，电流值急剧下降。（2）代谢机能型以微生物的代谢活性为基础。当微生物摄取有机化合物，生成的各种代谢产物中含有电极活性物质时，用安培计可测得氢、甲酸和各种还原型辅酶等代谢物，而用电位计则可测得CO2、有机酸（H＋）等代谢物。由此可以得到有机化合物的浓度信息。目前常用的方法是通过离心、过滤或混合培养，使微生物附着在如醋酸纤维素膜、滤纸或尼龙等膜上，此种方法包埋微生物灵敏度高。13.4.2微生物的固化微生物传感器的结构与酶传感器相比，所不同的是将酶传感器的固定化酶膜改换为固定化的微生物膜。也可采用吸附、包埋、交联或共价结合的方法。13.4.3微生物传感器的应用（1）BOD微生物传感器BOD的含义——在微生物作用下，将单位体积水样中有机物氧化所消耗的溶解氧质量，单位是mol/L采用固定有微生物的合成膜作为生物识别元件。生物氧化进程通过一个溶解性的O2电极进行记录。1-电解液2-O形环3-阳极4-聚四氟乙烯膜5-微生物膜6-尼龙网7-阴极微生物BOD传感器结构示意图（1）BOD微生物传感器电流型BOD生物传感器检测原理将铁氰化钾加入之后，它可充当一个电子受体，在有机分子氧化时被优先还原为亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6](HCF(II))。被还原的铁氰化钾能在工作电极（阴极）表面被重新氧化，期间能产生足够高的电位改变。铁氰化钾K3[Fe(CN)6](HCF(III))作为电活性分

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