【廣州★蘭瑟電子】國際傳感專家,中國衡器制造10大供應(yīng)商之一。全球提供稱重傳感器,壓力傳感器,加速度傳感器,稱重模塊,稱重控制顯示儀表,重量變送器,接線盒,電子稱及相關(guān)配套附件。以下是生物傳感器的廣泛應(yīng)用的相關(guān)介紹。
對于生物傳感器,大家可能聽得不多,但是在發(fā)酵工藝、環(huán)境監(jiān)測、食品工程、臨床醫(yī)學(xué)、軍事及軍事醫(yī)學(xué)等方面卻有著廣泛應(yīng)用和被人高度重視著。在早期的15年里,生物傳感器主要是以靠研制酶電極制作的生物傳感器為主,但是由于酶的價格昂貴并不夠穩(wěn)定,因此用酶作為敏感材料的傳感器,其應(yīng)用受到一定的要求限制。
近些年來,通過不斷的實驗證明,使用微生物電極不但可以利用微生物體內(nèi)的輔酶處理復(fù)雜反應(yīng),而且以微生物活體作為分子識別元件,與酶電極相比的好處是:它可以克服價格昂貴、提取困難及不穩(wěn)定等弱點。此外,還可以利用光纖生物傳感器的功能一起使用,隨著聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)(PCR)的發(fā)展,應(yīng)用PCR的DNA生物傳感器也越來越多。
生物傳感器用于發(fā)酵工業(yè)
各種生物傳感器中,微生物傳感器最適合發(fā)酵工業(yè)的測定。因為發(fā)酵過程中常存在對酶的干擾物質(zhì),并且發(fā)酵液往往不是清澈透明的,不適用于光譜等方法測定。而應(yīng)用微生物傳感器則極有可能消除干擾,并且不受發(fā)酵液混濁程度的限制,這樣可以大大提高發(fā)酵液的清澈度。同時,由于發(fā)酵工業(yè)是大規(guī)模的生產(chǎn),微生物傳感器中成本低、設(shè)備簡單等特點使得它擁有很大的優(yōu)勢。
生物傳感器用于原材料及代謝產(chǎn)物的測定
微生物傳感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的測定,代謝產(chǎn)物如頭孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇類、青霉素、乳酸等的測定。測量的原理基本上都是用適合的微生物電極與氧電極組成,利用微生物的同化作用耗氧,通過測量氧電極電流的變化量來測量氧氣的減少量,這樣就知道不同的物體它會產(chǎn)生的作用對比,從而達(dá)到測量物體濃度的目的。
生物傳感器用于微生物細(xì)胞總數(shù)的測定
在發(fā)酵控制方面,生物傳感器對于細(xì)胞數(shù)目也有一定的測量方法。這個是發(fā)酵必須要的,通過發(fā)現(xiàn),在陽極上,細(xì)菌可以直接被氧化并產(chǎn)生電流。這種電化學(xué)系統(tǒng)已作用于細(xì)胞數(shù)目的測定,其結(jié)果與傳統(tǒng)的菌斑計數(shù)法測細(xì)胞數(shù)是相同的。
生物傳感器用于代謝試驗的鑒定
傳統(tǒng)的微生物代謝類型的鑒定都是根據(jù)微生物在某種培養(yǎng)基上的生長情況進(jìn)行的。這些實驗方法需要較長的培養(yǎng)時間和專門的技術(shù)。而微生物傳感器可以起到的作用是,可以通過氧電極呼吸活性進(jìn)行測定。可以用微生物傳感器來測定微生物的代謝特征。這種微生物傳感器已用于微生物的操作使用。
生物傳感器用于生化需氧量的測定
生化需氧量的測定是監(jiān)測水體被有機(jī)物污染狀況的最常見指標(biāo)。常規(guī)的BOD測定需要5天的培養(yǎng)期,操作復(fù)雜、重復(fù)性差、耗時耗力、干擾性大,不宜現(xiàn)場監(jiān)測,所以迫切需要一種操作簡單、快速準(zhǔn)確、自動化程度高、適用廣的新方法來測定。目前,有研究人員一種新的微生物傳感器,它主要是用耐高滲透壓的酵母菌種作為敏感材料,在高滲透壓下可以正常工作。并且其菌株可長期干燥保存,浸泡后即恢復(fù)活性,這種微生物傳感器為海水中BOD的測定提供了快捷簡便的方法。
生物傳感器用于各種污染物的測定
對于生活中需要特別關(guān)注的就是污染物這個問題,而需要在檢測過程中,用到微生物傳感器,常用的重要污染指標(biāo)有氨、亞鹽、硫化物、磷酸鹽、致癌物質(zhì)與致變物質(zhì)、重金屬離子、酚類化合物、表面活性劑等物質(zhì)的濃度。
1.測量氨和鹽的微生物傳感器,它可以在鹽環(huán)境下的測量而不受其他種類的氮的氧化物的影響,用它來對河口的NOx-進(jìn)行了測量,其效果較好。
2.硫化物的測定是用從硫鐵礦附近酸性土壤中分離篩選得到的專性、自養(yǎng)、好氧性氧化硫硫桿菌制成的微生物傳感器。其設(shè)備簡單,成本低,操作也很方便。
3.而最近研發(fā)的一種污染區(qū)中分離出能夠發(fā)熒光的細(xì)菌,此種細(xì)菌含有熒光基因,在污染源的刺激下能夠產(chǎn)生熒光蛋白,從而發(fā)出熒光,可以對污染物的多少進(jìn)行查看。可通過遺傳工程的方法將這種基因?qū)牒线m的細(xì)菌內(nèi),制成微生物傳感器,用于環(huán)境監(jiān)測。現(xiàn)在已經(jīng)有將熒光素酶導(dǎo)入大腸桿菌中,用來檢測砷的有毒化合物。
4.水體中酚類和表面活性劑的濃度測定已經(jīng)有了很大的發(fā)展。目前,有9種革蘭氏陰性細(xì)菌可以提高生物傳感器的感受器部分的靈敏度,使生物傳感器在作用上能發(fā)揮更大的效能。還有一種假單胞菌屬制成的測量表面活性劑濃度的電流型生物傳感器,可以長距離的保持它們在高濃度表面活性劑檢測中的活性和生長力,做到不受影響。該傳感器能在測量結(jié)束后很快的恢復(fù)敏感元件的活性。
5.電流式生物傳感器,用于測定有機(jī)磷殺蟲劑,使用的是人造酶。利用有機(jī)磷殺蟲劑水解酶,與自動系統(tǒng)CL-FIA臺式電腦結(jié)合,可以通過此款電流式生物傳感器檢測磷酸鹽,在25°C下可以使用兩周以上,重復(fù)性高。
6.最近,有一種新型的微生物傳感器,用細(xì)菌細(xì)胞作為生物組成部分,操作簡單,成本較低。用它來測定地表水中壬基酚的含量。用一個電流型氧電極作傳感器,微生物細(xì)胞固定在氧電極上的透析膜上,其測量原理是測量毛孢子菌屬細(xì)胞的呼吸活性。很適合于污染的地表水中分子表面活性劑的檢測。
7.除了以上的幾種,污水中重金屬離子濃度的測定也是不容忽視的,非常重要的。基于固定化微生物和生物體發(fā)光測量技術(shù)上的重金屬離子生物有效性測定的監(jiān)測和分析系統(tǒng)。發(fā)光程度與離子濃度成正比。將微生物和光纖一起包埋在聚合物基質(zhì)中,可以獲得靈敏度高、選擇性好、測量范圍廣、儲藏穩(wěn)定性強(qiáng)的生物傳感器。
7.還有一種通道生物傳感器的作用非常大,它可以檢測浮游植物和水母等生物體產(chǎn)生的腰鞭毛蟲神經(jīng)毒素等毒性物質(zhì),用于測量水樣中隱孢子和其他水源傳染體。該傳感器著重于改進(jìn)核酸的識別作用和加強(qiáng)該傳感器的特異性和靈敏性,并尋求將雜交信號轉(zhuǎn)化為有用信號的新方法,目前研究工作為識別裝置和轉(zhuǎn)換裝置的一體化。
除了發(fā)酵工業(yè)和環(huán)境監(jiān)測,生物傳感器還深入的應(yīng)用于食品工程、臨床醫(yī)學(xué)、軍事及軍事醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,主要用于測量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各種氨基酸,以及各種致癌和致變物質(zhì)。
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