生物传感器在环境监测中的应用试题.doc

生物传感器在环境监测中的应用摘要:本文简要介绍了生物传感器的原理、分类和发展概况,着重讲述了其在环境监测方面的应用。综述了测定双酚 A、 Hg 2+、 Pb 2+、农药残留,卤代烃污染物的水环境监测的生物传感器。关键词:生物传感器污染物环境监测 1 生物传感器发展概况生物传感器是对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。根据生物传感器中分子识别元件即敏感元件可分为五类:酶传感器,微生物传感器,细胞传感器,组织传感器和免疫传感器。显而易见,所应用的敏感材料依次为酶、微生物个体、细胞器、动植物组织、抗原和抗体。生物传感器的工作原理如下: 待测物→生物识别元件→信息→信号转换→电信号或光信号→信号放大信息处理→信号输出近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。 2 生物传感器在环境监测中的应用 酶生物传感器近年来,食品工业和环境和医疗卫生领域酚类化合物的监测有重大的意义。传统的这些化合物的检测和定量的方法有分光光度法和色谱法,但是耗时和昂贵。然而,漆酶的生物传感器是一种快速的方法,能在线监测这些化合物。我们讨论的主要传导原则。我们根据电化学原理分为电流型、伏安法、电位、电导传感器。我们将光学传感器分为荧光和吸收。安培传感器的方法是最广泛的研究和应用酶生物传感器。光学生物传感器比其他生物传感器具有更高的灵敏度。漆酶的生产由少数菌属为主:栓菌,曲霉,和灵芝。图1适宜底物酶氧化的简化反应机理。在一般情况下,根据不同的糖基化,真菌漆酶具有的分子量为 60–80 kDa 和等电点为 4-7 。漆酶是由一个集群的四个铜原子(Ⅰ型铜,Ⅱ型铜和 2个Ⅲ型铜原子), 形成的酶的活性位点。根据紫外/ 可见光谱和电子顺磁共振( EPR )光谱获得的特征,这些铜原子被分为三组。?I型铜( T1 , 连接至少一个半胱氨酸( Cys )和两个组氨酸(His) ) 负责该酶的强烈的蓝色,在 600nm 有强烈的电子吸收和 EPR 检测。? II型铜( T2 ,连接两个组氨酸( His ))显示在可见光谱中没有吸收(无色)但揭示了检测的 EPR 特性。? III 型铜由一对反铁磁耦合的铜原子组成( T3 ,每个连接三个组氨酸( His ))光谱特征的弱吸附在 330 nm (氧化型)和 EPR 信号的缺失。检测单,双,和聚酚类、氨基酸、甲氧基、芳***和抗坏血酸,随之而来的四电子还原氧水。漆酶的催化机制开始于 T1 铜给电子给底物,随后从减少 T1 内部电子转移到 T2 和 T3 铜。 T3 铜功就像在好氧氧化过程中两电子受体,其中 T2 铜的存在是必要的。氧还原成水发生在 T2 和 T3 集群,通过过氧化物中间体。漆酶是不能氧化直接非酚类底物或具有高氧化还原电位的大分子。在这样的背景下,介体物质作为漆酶中间基板,产生高氧化还原电位中间能够间接氧化非酚类底物。漆酶生物检测