问题：电化学生物传感器
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版块：化学传感器(xiupeiyang,)
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时间：2005-05-17 23:09:48 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

电化学生物传感器
传感器与通信系统和计算机共同构成现代信息处理系统。传感器相当于人的感官,是计算机与自然界及社会的接口,是为计算机提供信息的工具。
传感器通常由敏感(识别)元件、转换元件、电子线路及相应结构附件组成。生物传感器是指用固定化的生物体成分(酶、抗原、抗体、激素等)或生物体本身(细胞、细胞器、组织等)作为感元件的传感器。电化学生物传感器则是指由生物材料作为敏感元件,电极(固体电极、离子选择性电极、气敏电极等)作为转换元件,以电势或电流为特征检测信号的传感器。图1是电化学生物传感器基本构成示意图。由于使用生物材料作为传感器的敏感元件,所以电化学生物传感器具有高度选择性,是快速、直接获取复杂体系组成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技术、食品工业、临床检测、医药工业、生物医学、环境分析等领域获得实际应用。
根据作为敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学ＤＮＡ传感器等。
(1)　酶电极传感器
以葡萄糖氧化酶(ＧＯＤ)电极为例简述其工作原理。在ＧＯＤ的催化下,葡萄糖(Ｃ6Ｈ12Ｏ6)被氧氧化生成葡萄糖酸(Ｃ6Ｈ12Ｏ7)和过氧化氢:
根据上述反应,显然可通过氧电极(测氧的消耗)、过氧化氢电极(测Ｈ2Ｏ2的产生)和ｐＨ电极(测酸度变化)来间接测定葡萄糖的含量。因此只要将ＧＯＤ固定在上述电极表面即可构成测葡萄糖的ＧＯＤ传感器。这便是所谓的第一代酶电极传感器。这种传感器由于是间接测定法,故干扰因素较多。第二代酶电极传感器是采用氧化还原电子媒介体在酶的氧化还原活性中心与电极之间传递电子。第二代酶电极传感器可不受测定体系的限制,测量浓度线性范围较宽,干扰少。现在不少研究者又在努力发展第三代酶电极传感器,即酶的氧化还原活性中心直接和电极表面交换电子的酶电极传感器。　　目前已有的商品酶电极传感器包括:ＧＯＤ电极传感器、Ｌ乳酸单氧化酶电极传感器、尿酸酶电极传感器等。在研究中的酶电极传感器则非常多。
(2)　微生物电极传感器　
由于离析酶的价格昂贵且稳定性较差,限制了其在电化学生物传感器中的应用,从而使研究者想到直接利用活的微生物来作为分子识别元件的敏感材料。这种将微生物(常用的主要是细菌和酵母菌)作为敏感材料固定在电极表面构成的电化学生物传感器称为微生物电极传感器。其工作原理大致可分为三种类型:其一,利用微生物体内含有的酶(单一酶或复合酶)系来识别分子,这种类型与酶电极类似;其二,利用微生物对有机物的同化作用,通过检测其呼吸活性(摄氧量)的提高,即通过氧电极测量体系中氧的减少间接测定有机物的浓度;其三,通过测定电极敏感的代谢产物间接测定一些能被厌氧微生物所同化的有机物。
微生物电极传感器在发酵工业、食品检验、医疗卫生等领域都有应用。例如:在食品发酵过程中测定葡萄糖的佛鲁奥森假单胞菌电极;测定甲烷的鞭毛甲基单胞菌电极;测定抗生素头孢菌素的Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒｆｒｅｕｄｉｉ菌电极等等。微生物电极传感器由于价廉、使用寿命长而具有很好的应用前景,然而它的选择性和长期稳定性等还有待进一步提高。
(3)　电化学免疫传感器　
抗体对相应抗原具有唯一性识别和结合功能。电化学免疫传感器就是利用这种识别和结合功能将抗体或抗原和电极组合而成的检测装置。
根据电化学免疫传感器的结构可将其分为直接型和间接型两类。直接型的特点是在抗体与其相应抗原识别结合的同时将其免疫反应的信息直接转变成电信号。这类传感器在结构上可进一步分为结合型和分离型两种。前者是将抗体或抗原直接固定在电极表面上,传感器与相应的抗体或抗原发生结合的同时产生电势改变;后者是用抗体或抗原制作抗体膜或抗原膜,当其与相应的配基反应时,膜电势发生变化,测定膜电势的电极与膜是分开的。间接型的特点是将抗原和抗体结合的信息转变成另一种中间信息,然后再把这个中间信息转变成电信号。这类传感器在结构上也可进一步分为两种类型:结合型和分离型。前者是将抗体或抗原固定在电极上;而后者抗体或抗原和电极是完全分开的。间接型电化学免疫传感器通常是采用酶或其他电活性化合物进行标记,将被测抗体或抗原的浓度信息加以化学放大,从而达到极高的灵敏度。
电化学免疫传感器的例子有:诊断早期妊娠的ｈＣＧ免疫传感器;诊断原发性肝癌的甲胎蛋白(ＡＦＰ或αＦＰ)免疫传感器;测定人血清蛋白(ＨＳＡ)免疫传感器;还有ＩｇＧ免疫传感器、胰岛素免疫传感器等等。
(4)　组织电极与细胞器电极传感器
直接采用动植物组织薄片作为敏感元件的电化学传感器称组织电极传感器,其原理是利用动植物组织中的酶,优点是酶活性及其稳定性均比离析酶高,材料易于获取,制备简单,使用寿命长等。但在选择性、灵敏度、响应时间等方面还存在不足。
动物组织电极主要有:肾组织电极、肝组织电极、肠组织电极、肌肉组织电极、胸腺组织电极等。测定对象主要有:谷氨酰胺、葡萄糖胺 6 磷酸盐、Ｄ氨基酸、Ｈ2Ｏ2、地高辛、胰岛素、腺苷、ＡＭＰ等。　　植物组织电极敏感元件的选材范围很广,包括不同植物的根、茎、叶、花、果等。植物组织电极制备比动物组织电极更简单,成本更低并易于保存。
细胞器电极传感器是利用动植物细胞器作为敏感元件的传感器。细胞器是指存在于细胞内的被膜包围起来的微小“器官”,如线粒体、微粒体、溶酶体、过氧化氢体、叶绿体、氢化酶颗粒、磁粒体等等。其原理是利用细胞器内所含的酶(往往是多酶体系)。
(5)　电化学ＤＮＡ传感器　
电化学ＤＮＡ传感器是近几年迅速发展起来的一种全新思想的生物传感器。其用途是检测基因及一些能与ＤＮＡ发生特殊相互作用的物质。电化学ＤＮＡ传感器是利用单链ＤＮＡ(ｓｓＤＮＡ)或基因探针作为敏感元件固定在固体电极表面,加上识别杂交信息的电活性指示剂(称为杂交指示剂)共同构成的检测特定基因的装置。其工作原理是利用固定在电极表面的某一特定序列的ｓｓＤＮＡ与溶液中的同源序列的特异识别作用(分子杂交)形成双链ＤＮＡ(ｄｓＤＮＡ)(电极表面性质改变),同时借助一能识别ｓｓＤＮＡ和ｄｓＤＮＡ的杂交指示剂的电流响应信号的改变来达到检测基因的目的。
已有检测灵敏度高达10-13ｇ/ｍＬ的电化学ＤＮＡ传感器的报道,Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ等[8]采用一个20聚体的核苷酸探针修饰在金电极上检测了ＰＶＭ623的ＰａｔⅠ片断上的致癌基因ｖｍｙｃ。电化学ＤＮＡ传感器离实用化还有相当距离,主要是传感器的稳定性、重现性、灵敏度等都还有待于提高。有关ＤＮＡ修饰电极的研究除对于基因检测有重要意义外,还可将ＤＮＡ修饰电极用于其它生物传感器的研究,用于ＤＮＡ与外源分子间的相互作用研究[9],如抗癌药物筛选、抗癌药物作用机理研究;以及用于检测ＤＮＡ结合分子。无疑,它将成为生物电化学的一个非常有生命力的前沿领域。
生物电化学所涉及的面非常广,内容很丰富。以上介绍的只是该交叉学科一些领域的概况。可以相信,随着相关学科的发展,生物电化学将进一步蓬勃发展。

回复人：flychem,★ () 时间：2006-06-20 08:00:10 编辑	1楼
资源不错，加0.3分

回复人：lxuxiao,▲ () 时间：2006-08-13 15:29:28 编辑	2楼
介绍得不错

回复人：1955315,▲ () 时间：2006-10-14 12:37:51 编辑

3楼

推荐一款电化学分析仪器：RST3000电化学分析系统
全微机操作，中文界面。
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RST3000电化学分析系统技术指标
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D/A转换速率18bit
A/D转换速率24bit
CV 和LSV扫描速度0.01～10000mV/s
电位扫描时电位0.1mV@200mV/mS
DPV和NPV脉冲宽度2～5000ms
SWV频率1～100KHz
电位更新速率：5MHz
自动和手动电流、电位零位调整
电位和电流测量低通滤波器，自动设置
测量技术
恒电位仪
循环伏安法（CV)
线性扫描伏安法(LSV)
阶梯伏安法(SCV)
计时电流法(CA)
计时电量法(CC)
差示脉冲伏安法（DPV）
常规脉冲伏安法(NPV)
方波伏安法(SWV)
差示常规脉冲伏安法
恒电位电解电流-时间曲线（I-T）
恒电位电解电量-时间曲线（Q-T）
单电位阶跃计时电流法（I-T）
多电位阶跃计时电流法（I-T）
单电位阶跃计时电量法（Q-T）
多电位阶跃计时电量法（Q-T）
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回复人：anglelulu,▲ () 时间：2007-01-30 13:57:28 编辑	4楼
内容详尽,但不知道具体的是否有人作过葡萄糖氧化酶电极?是否可交流?

回复人：飞鱼,▲ () 时间：2007-03-06 10:07:03 编辑	5楼
资源不错，加0.3分

回复人：智能仪表,▲ (诚信，承诺，信誉。承诺不实现，信誉也不见。) 时间：2007-05-12 08:30:38 编辑	6楼
我司专业提供智能调节仪表系列;电工仪表系列;无纸记录仪;可控硅触发器系列;变送器系列;功率调整器、控制柜系列;触摸屏、调节模块系列;BTDCS集散系统等。欢迎垂询!(电话:13290783518　QQ留言:784466698)

回复人：xie381,▲ () 时间：2007-07-01 16:31:47 编辑	7楼
资源不错，加0.3分

回复人：fengling0,▲ (学生) 时间：2007-07-04 15:14:09 编辑	8楼
资源不错，加0.3分

回复人：潘存信,▲ (来自澳大利亚的易达科数据记录分析系统——通用数据记录分析；电化学工作站；色谱工作站) 时间：2005-10-24 12:12:11 编辑

9楼

澳大利亚eDAQ四通道恒电位仪应用于化学、生物传感器是非常理想的：

● 完全软件控制
● 施加电位高达 ±2.5 V（或在有外部输入时达10 V）
● 每通道的电流量程从2 nA到1 mA
● 电流信号精度16位（量程的0.0015%）
● 适用于电流型生物传感器
● 可以作为双恒电位仪使用
● 紧凑！内置Faraday屏蔽笼，或惰性气体箱

简介

EA164 QuadStat是一种由软件控制的4通道恒电位仪。每个通道都可用作一个三电极恒电位仪，或者4个工作电极全部都可以在带有一个普通参比电极和辅助电极的同一个反应腔中使用。每个工作电极上的电位都可以在±2.5 V之间独立调节，或者通过一个外部波形发生器在10 V之间调节。

兼容性

与e-corder主机完全兼容（建议使用821或1621型主机），并包括终端为鳄鱼夹的电极导线。

应用

与EChem软件使用时，单通道操作
● 循环伏安法：物质性质表征
● 分析化学研究和教学：差分脉冲，常规脉冲，方波伏安法，溶出技术
● 动力学：脉冲计时安培技术

与Chart软件使用时，多通道操作
● 双恒电位仪，3或4工作电极工作：与普通辅助电极和参比电极连用
● 传感器：与电流型传感器使用，提供低于nA至mA级的电流
● 神经化学：神经传导的在体电流测定

回复人：flychem,★ () 时间：2007-09-10 08:28:56 编辑	10楼
资源不错，加0.3分

回复人：phychemi,▲ (香港理化公司 www.phychemi.com) 时间：2009-01-11 09:54:08 编辑

11楼

理化有限公司代理PINE旋转圆盘圆环装置及电极

美国PINE旋转圆盘圆环装置（MSR）介绍：
配合PINE著名的旋转圆盘或旋转圆盘圆环电极，与恒电位仪联用可组成完整的电化学工作站系统，广泛用于化学电源、电镀、金属腐蚀等应用领域和电化学技术研究上。
PINE的旋转圆盘圆环装置及电极是目前国际上电化学领域应用最为广泛的产品，在众多论文中被提及，其优异的性能可以保证实验结果的客观性和稳定性；

技术指标：
转速范围: 50~10,000 RPM；
高性能加速系统：15W 永磁直流电机，配合双极电源技术，具备优异的动力学性能，平滑加速；
转速：转速可显、连续可调，并可使用外接电压信号调节速度；
耐腐蚀支架：特别设计可调的电解池支架；
碳刷：卓越的镀银工艺，形成优异的抗干扰性能，接触电阻极小，可有效降低电流采集误差，使用寿命长；
输出电压与转速成正比，可通过外接示波器进行记录，便进行相关分析。

联系方式：
理化有限公司严建中
00852-36934946（香港）
010-51664107（北京）
附：
在电化学技术中，若电极相对于电解质溶液保持静止不动，称静止电极技术；若电极和电解质溶液保持相对运动，称流体动力学技术。旋转圆盘电极（RDE，或称转盘电极）和旋转圆盘圆环电极（RRDE）是常用的两种流体动力学技术。RDE只有一个圆盘，RRDE则在圆盘外围设置一个圆环，盘与环之间只有很小的间隙，圆盘或环盘围绕中心轴旋转，转速由一个旋转系统调节和测量。
旋转圆盘电极比静止电极有以下优点：浓差极化稳定，极化曲线稳定性好，可以测量比较迅速的电化学反应。所以测量旋转圆盘电极的极化曲线，尤其在测量扩散系数、反应得失电子数、反应物浓度、电镀添加剂的整平作用和电极反应动力学参数等方面有广泛的应用。
在旋转圆盘圆环电极中，测量圆盘电极极化曲线的同时，控制圆环电极于一个固定的电势，用以检测圆盘电极上产生的反应中间物，是检测反应中间物和研究电极反应机理的重要工具之一。
旋转圆盘电极和旋转圆盘圆环电极在化学电源、电镀、金属腐蚀等应用领域和电化学技术研究上都有重要的应用。

[该帖子已被phychemi在2009-07-17 15:09:03编辑过]

回复人：huaw1112,▲ () 时间：2016-11-15 11:05:14 编辑

12楼

由于美国大选的不确定性消退，加上美联储12月份加息的预期再度升温，当周国际金价连续五个交易日下跌，刷新5个月来的新低，结束此前连续三周上涨的势头。当周投资者对于原油市场供过于求局面的担忧再次加剧，国际油价走低。 
截至11日收盘，纽约市场金价收报每盎司1224.3美元，较前一周大幅回落6.14％，是三年多来的单周最大跌幅。分析指出，特朗普当选美国总统之后，金融市场在小幅震荡后迅速企稳，出乎市场预料，黄金的避险吸引力也迅速消散，当周持续下跌。同时，特朗普强化赤字和减税等主张令外界猜想美国经济可能会持续增长，并且美联储可能会加快加息的步伐。随着12月份美联储最后一次货币政策会议的临近，外界的加息预期正在升温。加息将支持美元走强，不利以美元计价的大宗商品价格回升。 
反映市场避险情绪强弱的ETF基金也大幅减持。数据显示，到12日，全球最大的黄金ETF基金SPDR持有的黄金量降至934.56吨，较前一周减持超过15吨，其中11日当天就减持超过13吨，接近10月底创下的3个月最大单日减持量。 
其它贵金属方面，截至11日，12月交割的白银期货价格收于每盎司17.382美元，当周跌幅为5.38％；2017年1月交割的白金期货价格收于每盎司943.2美元，当周跌幅为6.10％。 
市场担忧原油供应过剩，国际油价当周下跌。石油输出国组织（欧佩克）11日发布的月度报告显示，欧佩克国家10月的原油日产量达3364万桶，比9月增加24万桶。国际能源署10日发布报告说，预计2017年非欧佩克国家的原油日产量将增加50万桶，比上一次的预测增加11万桶。此外，美国油田技术服务公司贝克休斯11日发布的数据显示，当周北美运营的油田钻井数量比前一周增加21个，达到744个。<a href="http://shkfp.weebly.com">http://shkfp.weebly.com</a> 
分析人士表示，近期的数据增加了投资者对原油市场供过于求的担忧，压低了油价。未来几周内，油价或将保持在当前水平。 
截至11日收盘时，纽约商品交易所12月交货的轻质原油期货价格收于每桶43.41美元，当周跌幅为1.50％。2017年1月交货的伦敦布伦特原油期货价格收于每桶44.75美元，跌幅为1.82％。 
国际农产品期价当周全部下跌。芝加哥期货交易所11日玉米、小麦和大豆期价全面下跌，玉米市场交投最活跃的12月合约收于每蒲式耳3.4025美元，当周跌幅为2.44％；小麦12月合约收于每蒲式耳4.03美元，当周跌幅为8.67％；大豆2017年1月合约收于每蒲式耳9.86美元，当周跌幅为0.48％。市场分析师认为，对亚洲特别是中国进口大豆需求走弱的担心拉低了大豆期价，美国玉米丰收、库存增加继续导致期价走弱，对美国小麦出口前景不看好则影响了小麦的期价。 
本信息由SKYCC组合营销软件发出.

回复人：huaw1207,▲ () 时间：2017-01-18 18:54:00 编辑	13楼
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回复人：ulmx2349,▲ () 时间：2017-03-12 13:19:37 编辑

14楼

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回复人：saloyun52,▲ (帅) 时间：2017-11-07 09:52:19 编辑

15楼

寂寞的严冬里，到处是单调的枯黄色。四处一片萧瑟，连往日明净的小河也失去了光彩，黯然无神地躲在冰面下恹恹欲睡。有母女俩，在散发着丝丝暖意的阳光下，母亲在为女儿梳头。她温和的把头发理顺。又轻柔的一缕缕编织着麻花辫。她脸上写满笑意，似乎满心的慈爱永远装不下，溢到嘴边。流到眼角，纺织进长长的。麻花辫。阳光亲吻着长发，像散上了金粉，闪着飘忽的光辉。女儿乖巧地依偎在母亲怀里，不停地说着什么，不时把母亲逗出会心的微笑，甜美的亲情融化了冬的寒冷，使萧索的冬景旋转出春天的美丽
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