酶传感器工作原理图课件.ppt

关于酶传感器工作原理图现在学习的是第1页，共15页酶传感器工作原理图现在学习的是第2页，共15页测定物质氧气过氧化氢氨气二氧化碳透气膜铂阴电极铂阳电极氢正离子敏感膜电流测量电位测量电极酶膜H正离子电位（电极）电流（场效应管）热光热敏电阻传感器光纤传感器酶传感器的类型现在学习的是第3页，共15页酶的固定方法1、吸附法2、包埋法3、共价结合法4、交联法现在学习的是第4页，共15页测定测定方法方法无机化学法：无机化学法：Folin-Wu法法有机化学法：邻甲苯胺法有机化学法：邻甲苯胺法酶法：葡萄糖氧化酶法酶法：葡萄糖氧化酶法血糖测定的常用方法血糖测定的常用方法应用实例现在学习的是第5页，共15页 方法类型原理用途及备注磷钼酸法定量G+Cu2+Cu2O 稳定、准确、但对（Folin-Wu）分光Cu2O+磷钼酸试剂蓝色钼化合物葡萄糖无特异性，（430nm）受血中非糖还原物质的影响。邻甲苯胺法定量G+邻甲苯胺蓝绿色的席弗(Schiff)碱较Folin-Wu法特异（630nm）但不及酶法。D-甘露糖能与邻甲 苯胺反应，生成类 似吸收光谱，造成 正误差。（一）化学法（一）化学法现在学习的是第6页，共15页酶法分析酶法分析是指用酶作为工具定量测定某种物质含量的分析方法。定量分析的目标可以是酶的底物，辅酶，也可以是酶的激活剂或抑制剂。（二）（二）酶酶 法法现在学习的是第7页，共15页酶法分析的主要方法：酶法分析的主要方法：单酶反应定量法单酶反应定量法和偶联酶反应定量法偶联酶反应定量法单酶反应定量法：单酶反应定量法：指用一种酶为工具酶定量测指用一种酶为工具酶定量测定某种物质的方法。定某种物质的方法。偶联酶反应定量法：偶联酶反应定量法：当单酶反应底物或产物当单酶反应底物或产物反应底物或产物的物理化学手段无法区分时，反应底物或产物的物理化学手段无法区分时，还可以借助另一种酶作为指示酶，通过偶联还可以借助另一种酶作为指示酶，通过偶联反应进行定量分析。反应进行定量分析。现在学习的是第8页，共15页方法类型原理用途及备注己糖激酶己糖激酶 定量定量 G+ATPG-6-P+ADP 血清尿液脑脊液、血清尿液脑脊液、（HK）法）法 分光分光 G-6-P+NADP+公认参考方法公认参考方法 动态动态 GA-6-P+NADPH 操作简便，特异操作简便，特异 终点终点 （340nm）性和灵敏性均高性和灵敏性均高 推荐常规方法推荐常规方法葡萄糖氧葡萄糖氧 同上同上 G+O2 GA+H2O2化酶（化酶（POD）H2O2+染料染料有色染料有色染料 偶联法偶联法 （还原型）（还原型）（氧化型）（氧化型）可制试纸片定量可制试纸片定量（Trinder）（4-氨基安替比林氨基安替比林+酚酚 半定量筛选试验半定量筛选试验 红色琨类化合物红色琨类化合物505nm）现在学习的是第9页，共15页发展史第一阶段：经典葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器采用过氧化氢电极作为基础电极，通过检测H2O2的产生量，进而检测血清中的葡萄糖含量。优点：葡萄糖浓度与产生的H2O2有当量关系，不受血液中氧浓度变化的影响。采用过氧化氢作为基础电极的生物传感器是最早的生物传感器。第二阶段：介体葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器在经典葡萄糖酶电极的基础之上改良而成的，引入化学介体代替过氧化氢作为基础电极，利用具有较低氧化电位的传递介体在电极上产生的氧化电流，在测定葡萄糖时，可以避免其他电活性物质的干扰，提高了测定的灵敏度和准确性。第三阶段：直接葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器直接葡萄糖酶电极的葡萄糖生物传感器是指不采用媒介体，利用酶与电极间的直接电子传递设计制作葡萄糖传感器。将酶共价键合到化学修饰电极上，或将酶固定到多孔电聚合物修饰电极上，使酶氧化还原活性中心与电极接近，直接电子传递就能够相对容易地进行，从而使电极的响应速度更快、灵敏度更高，真正实现酶的专一和高效催化。现在学习的是第10页，共15页应用举例：葡萄糖传感器工作原理故葡萄糖浓度测试方法有三种：测耗量 测生成量 测由葡萄糖酸而产生的变化。葡萄糖氧化酶（）葡萄糖氧化酶（）葡萄糖葡萄糖+H2O葡萄糖酸葡萄糖酸手掌型血糖分析器现在学习的是第11页，共15页测量氧消耗量的葡萄糖传感器现在学习的是第12页，共15页测量氧消耗量的葡萄糖传感器1.1.氧氧电电极极构构成成：由由b b阳阳极极和和t t阴阴极极浸浸入入碱碱溶溶液液，阴阴极极表表面面用用氧氧穿穿透透葡葡萄萄糖糖（基基质质）膜膜覆覆盖盖 特特氟氟隆隆，厚厚约约mm2.2.氧氧电电极极测测O O2 2原原理理：利利用用氧氧在在阴阴极极上上首首先先被被还还原原的的特特性性。溶溶液液中中的的O O2 2穿穿过过特特氟氟隆隆膜膜到到达达PtPt阴阴极极上上，当当外外加加一一个个直直流流电电压压为为氧氧的的极极化化电电压压(如如0.7V)0.7V)时时，则则氧氧分分子子在在PtPt阴阴极极上上得得电电子子，被被还还原原:其电流值与含其电流值与含O O2 2浓度成比例。浓度成比例。2 2+2 2+e=e=现在学习的是第13页，共15页A是一般的商品化电极型血糖仪的组成部分，包括血糖试纸和用作电化学读数计的血糖仪。血糖试纸即敏感元件，血糖仪集换能器与信号处理系统于一体。当血糖试纸插入血糖仪的插槽并加入血样后，以铁氰化钾/亚铁氰化钾为导电介质实施血糖的电化学测定时血糖试纸的电极上将发生如图2B中所示的反应。葡萄糖（Glucose）经葡萄糖氧化酶（GO/FAD）催化氧化成为葡萄糖内酯（d-Gluconolactone），同时葡萄糖氧化酶转化为其还原态（GO/FADH2）。接着，葡萄糖内酯水解为葡萄糖酸（GluconicAcid），还原态葡萄糖氧化酶将铁氰离子（Fe(CN)63-）还原为亚铁氰离子（Fe(CN)64-）。当血糖仪施加一定的电压后，亚铁氰离子（Fe(CN)64-）还原为铁氰离子（Fe(CN)63-）,并产生电流，电流大小与葡萄糖浓度成正比，该线性关系由电流-葡萄糖浓度线性方程来描述：电流=K葡萄糖浓度+B直线的斜率（K）和截距（B）是二者的相关系数。K和B已经经过校准并存储在血糖仪内,每次测定血糖时产生的电流值就会被转换为血糖浓度值，并直接在血糖仪上显示。现在学习的是第14页，共15页2022/10/1感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第15页，共15页