生物传感器及其在食品安全中的应用

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1、宁波理工学院课程论文题目生物传感器及其在食品安全中的应用姓名XXX学号XXXXXXXXX专业班级XXXXXXXXXXXXXXX指导教师XXXX分院XXXXXXXXXXXXXXXXXXX完成日期2012年11月1日1、概要生物传感器法以其特异性强，反应快速，成本低等优点在食品安全检测领域发挥重要作用。生物传感器可以完成对食品污染物快速、高效的现场检测。尤其是在食品安全检测中，以前仅用气相色谱、液相色谱、质谱等大型分析检测仪器，费用昂贵，而且不适于现场快速检测，而直接使用生物传感器，简便快捷，结果准确，并且适用于现场在线检测。2、基本原理生物传感器实际上是一种利用生物因

2、子或生物学原理来检测或计量化合物的装置。它是利用生物活性物质(如抗体、纯化的酶、免疫系统、组织、细胞器或完整细胞)作识别元件，配以适当的物理或化学信号转换器，所构成的分析工具。如图1所示，主要包括生物敏感膜和换能器两部分。待分析物扩散进入固定化生物敏感膜层，经分子识别，发生生物学反应产生信息，继而被相应的换能器变成可定量和可处理的电信号，再经检测放大器放大并输出，便可知道待测物浓度。生物膜的成膜固定技术与传感器器件技术是生物传感器的两大关键支撑，决定生物传感器的检测质量。1）生物膜的成膜技术分为物理或化学方法，物理方法有物理吸附与物理包埋。化学方法有离子交换剂法、共

3、价结合法、胶联共聚法等，通过化学作用结合固定生物分子。2）传感器器件技术是将生物的特异关联反应中所伴随的物理或化学变化通过热、电、光、声等信息载体转换成电信号，通过放大或其他方式，传递到处理系统从而显示被检测物质的量或质。1、例举酶生物传感器及其应用a)简述酶生物传感器原理及其特点酶生物传感器是指酶与特定的固相载体特异性的结合形成酶复合物，将其装在一个小柱子中制成一个固定化反应柱，或将酶固定在电极上以电化学的方式将酶促反应的产物信息传导出去。酶生物传感器的基本原理是用电极、热敏电阻等来检测酶促反应中所参与的物质以及伴随反应的光热等，将之转变成电信号输出。酶生物传感辑

4、是由固定化的生物敏感膜和与之密切结合的换能系统组成，它把固化酶和电化学传感器结合在一起，因而具有独特的优点：(1)它既有不榕性酶体系的优点，又具有电化学电极的高灵敏度;(2)由于酶的专属反应性，使其具有高的选择性，能够直接在复杂试样中进行测定.因此，酶生物传感器在生物传感器领域中占有非常重要的地位.b)简述黄嚷吟氧化酶电极测定鱼类新鲜度的原理食品工业中,鱼类鲜度是一个重要质量指标.。鱼死后,其组织中的腺苷三磷酸(ATP)很快分解为次黄嘌呤核苷酸（IMP)、次黄嘌呤核昔(HxR)、次黄嘌呤(Hx)、黄嘌呤(X)和尿酸(UA)等，其中,IMP为鲜味之主要成分,而Hx、X

5、则导致异味一般情况下,HxR分解为Hx,进而分解为X是降解速度的决定步骤。因此,Rx和X的积累量可作为鱼类鲜度的指标。采用酶生物传感器可以测定酶促反应中氧气的消耗量或过氧化氢的产生量,从而推算出它们的含量。以铂电极为基础电极,戊二醛为交联剂,将黄嘌呤氧化酶直接固化在丝蛋白微孔膜上,研制了黄嘌呤氧化酶电极用安培法对所产生的过氧化氢含量进行测定,从而对Hx进行定量测定实验所使用的丝蛋白微孔膜对黄嘌呤氧化酶有很好的固化作用而且具有一定的通导性，对电极的性能作了测试,结果表明:电极的灵敏度、检测下限优于以往报道的同类传感器,而且酶的用量极少,制作十分简便.用该电极对鱼的新鲜

6、度的测定与同步进行的挥发性盐基氮(TVB-N)法、细菌菌落法进行比较,发现在鱼肉的腐败过程中,不同放置时间的鱼肉中Hx和X含量与上述两种方法之间存在着很好的相关性。据此,提出了判断鱼类新鲜度的指标范围。a)黄嘌呤氧化膜的制备将丝蛋白徽孔膜剪成直径为3~4mm的小圆片(略小于铂电极的圆盘直径),用摄子夹住其边缘,悬空固定(为了使膜对试剂完全吸收)。用微型注射器将5%多的戊二醛2ul滴于丝蛋白膜上,立即取4ul黄嘌呤氧化酶溶液(XOD)滴于其上,将XOD直接共价键合于膜上。将膜放置在冰箱内自然干燥过夜,取出后用蒸馏水洗涤两次,再用磷酸缓冲溶掖洗涤两次(将没有键合的酶及戊

7、二醛洗去),然后将其浸在缓冲溶液中,放于冰箱中待用。使用时,用尼龙网将膜包于铂电极头部,并用圆型圈固定即成。b)鱼肉样品的准备将活青鱼洗净,去皮去骨,剁成鱼末,放置在室温下,每次隔2小时按四分法取样一次,直至鱼肉腐败变质。每次取样5g,加适量(约3~4ml)1：2的盐酸,用以充分溶解鱼肉中的Hx和X。将此鱼肉溶液移入50ml的容量瓶中,用水定容,充分振荡,20分钟后用滤纸过滤,滤液可直接注入侧定系统。最后计算出5g鱼肉中的Hx和X含量,即不同腐败程度下Hx和X的含量。与此同时,将另一份纯鱼肉5g加入10倍的无菌无氨蒸馏水,经均质器充分搅拌均质,浸渍30分钟,不断