【广州★兰瑟电子】国际传感专家,中国衡器制造10大供应商之一。全球提供称重传感器,压力传感器,加速度传感器,称重模块,称重控制显示仪表,重量变送器,接线盒,电子称及相关配套附件。以下是生物传感器的广泛应用的相关介绍。
对于生物传感器,大家可能听得不多,但是在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面却有着广泛应用和被人高度重视着。在早期的15年里,生物传感器主要是以靠研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此用酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的要求限制。
近些年来,通过不断的实验证明,使用微生物电极不但可以利用微生物体内的辅酶处理复杂反应,而且以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比的好处是:它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以利用光纤生物传感器的功能一起使用,随着聚合酶链式反应技术(PCR)的发展,应用PCR的DNA生物传感器也越来越多。
生物传感器用于发酵工业
各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制,这样可以大大提高发酵液的清澈度。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器中成本低、设备简单等特点使得它拥有很大的优势。
生物传感器用于原材料及代谢产物的测定
微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,这样就知道不同的物体它会产生的作用对比,从而达到测量物体浓度的目的。
生物传感器用于微生物细胞总数的测定
在发酵控制方面,生物传感器对于细胞数目也有一定的测量方法。这个是发酵必须要的,通过发现,在阳极上,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已作用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的。
生物传感器用于代谢试验的鉴定
传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。而微生物传感器可以起到的作用是,可以通过氧电极呼吸活性进行测定。可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这种微生物传感器已用于微生物的操作使用。
生物传感器用于生化需氧量的测定
生化需氧量的测定是监测水体被有机物污染状况的最常见指标。常规的BOD测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员一种新的微生物传感器,它主要是用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,这种微生物传感器为海水中BOD的测定提供了快捷简便的方法。
生物传感器用于各种污染物的测定
对于生活中需要特别关注的就是污染物这个问题,而需要在检测过程中,用到微生物传感器,常用的重要污染指标有氨、亚盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。
1.测量氨和盐的微生物传感器,它可以在盐环境下的测量而不受其他种类的氮的氧化物的影响,用它来对河口的NOx-进行了测量,其效果较好。
2.硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。其设备简单,成本低,操作也很方便。
3.而最近研发的一种污染区中分离出能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光,可以对污染物的多少进行查看。可通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经有将荧光素酶导入大肠杆菌中,用来检测砷的有毒化合物。
4.水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度,使生物传感器在作用上能发挥更大的效能。还有一种假单胞菌属制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,可以长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力,做到不受影响。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性。
5.电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,与自动系统CL-FIA台式电脑结合,可以通过此款电流式生物传感器检测磷酸盐,在25°C下可以使用两周以上,重复性高。
6.最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,操作简单,成本较低。用它来测定地表水中壬基酚的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属细胞的呼吸活性。很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测。
7.除了以上的几种,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的,非常重要的。基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。
7.还有一种通道生物传感器的作用非常大,它可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化。
除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。
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