生物传感器作业第一次

1.什么是生物传感器?主要由哪几部分组成,分别有什么功能.

答：

生物传感器：用生物质作为敏感元件的一种传感器。

主要部件：生物敏感膜（或称作分子识别原件）和换能器

生物敏感膜是生物传感器的关键元件，直接决定传感器的功能和质量

换能器的作用是将各种生物的、化学的和物理的信息转化成电信号

2.什么是酶联免疫测定法?描述其两种检测方法,可画图说明.并举一两个例子。答：

所谓酶联免疫测定法是指用酶促反应的放大作用来显示初级免疫学反应。主要有：

一、夹心法，多用于检测大分子物质，其操作步骤如下：

（1）将特异性抗体与固相载体连接，形成固相抗体：洗涤除去未结合的抗体及杂质。

（2）加受检标本：使之与固相抗体接触反应一段时间，让标本中的抗原与同相载体上的抗体结合，形成固相抗原复合物。洗涤除去其他未结合的物质。（3）加酶标抗体：使同相免疫复合物上的抗原与酶标抗体结合。彻底洗涤未结合的酶标抗体。此时固相载体上带有的酶量与标本中受检物质的量正相关。（4）加底物：酶催化底物成为有色产物。根据颜色反应的程度进行该抗原的定性或定量。

举例：（1）应用双抗体夹心法可检测人体中的免疫球蛋白D的含量；（2）应用双抗体夹心法检测患者血清中的抗环瓜氨酸肽抗体的含量。

二、竞争法，多用于小分子或半抗原的检测，操作步骤如下：

（1）将特异抗体与固相载体连接，形成固相抗体，洗涤。

（2）待测管中加受检标本和一定量酶标抗原的混合溶液，使之与固相抗体反应。如受检标本中无抗原，则酶标抗原能顺利地与固相抗体结合。如受检标本中含有抗原，则与酶标抗原以同样的机会与固相抗体结合，竞争性地占去了酶标抗原与固相载体结合的机会，使酶标抗原与固相载体的结合量减少。参考管中只加酶标抗原，保温后，酶标抗原与同相抗体的结合可达最充分的量。洗涤。

（3）加底物显色：参考管中由于结合的酶标抗原最多，故颜色最深，参考管颜色深度与待测管颜色深度之差，代表受检标本抗原的量。待测管颜色越淡，表于标本中抗原含量越多。

图示如下：

举例：（1）利用竞争法检测乙型肝炎病毒核心抗体的影响因素；（2）利用竞争法检测蓝舌病抗体的含量。

3. DNA的三级结构？

答：

一级结构：脱氧核苷酸在长链上的排列顺序

二级结构：双螺旋链（碱基配对原则）

三级结构：超螺旋结构

4.生物敏感元件的固定化方法有哪几种?分别有什么特点.酶和DNA分别常用哪几种固定方法.

答：

(1)生物敏感元件常用固定方法有：夹心法、包埋法、吸附法、共价结合法、交联法、微胶囊法

(2)各方法的特点：

夹心法：操作简单，不需要化学处理，固定生物量大，响应速度快，重现性好，

适用于微生物和组织膜的制作。

包埋法：不产生化学修饰，能够保持生物分子的活性，膜的孔径和几何形状可任意控制，被包埋的物质不易泄露，分子可以在膜中扩散；但是，分子量较大的分子在膜中扩散困难。

吸附法：方法简单、温和，但是容易脱落。

共价键合法：生物活性分子与载体之间的结合牢固，使蛋白质分子不易脱落，载体不易降解，寿命长；该法操作步骤多，酶的活性受影响，所以制备具有高活性的固定化酶比较困难。

交联法：该法操作简单、结合牢固；交联过程必须严格控制pH，交联剂浓度也比较重要。

微胶囊法：它是主要采用脂质体来包埋生物活性材料或指示分子的一种方法，该法受到脂质体制剂的俘获容积与包覆效率的制约，且形成稳定微胶囊的体系不是很多。

(3)酶的固定化方法常用的有：吸附法、化学交联法、共价结合法、物理包埋法、自组装技术。

DNA的固定化方法常用的有：吸附法、多聚物包埋法、共价结合法、亲和法、组分混合法、直接自组装技术与间接自组装技术。

5. NH3电极属于第一代生物传感器的哪种基础电极,说明其作用原理.

答：

NH3电极属于电位型电极中的气敏电极。

其作用原理为：

样品溶液中NH3经扩散穿过透气膜，溶于内充电解质溶液（0.1mol/LNH4Cl）：

NH3+H20→NH4++OH-

根据质量作用定律，平衡常数K=[NH4+][OH-]/[NH3]

由于内充液中[NH4+]>>△[NH4+]，故[NH4+]可视为常数，于是：[OH-]=K[NH3]

根据能斯特方程，pH玻璃电极相应的电极电位为：

E=E0+2.3RT/Flg[H+]=E0-2.3RT/Flg[OH-]

于是有E=E0-2.3RT/Flg[NH3]

6. 分析裸电极上Fe(CN)63－/4－的循环伏安曲线，并指出由其能得到什么信息。

答：

在扫描过程中裸电极上Fe(CN)63－/4－发生如下可逆反应：

[Fe(CN)6]4-[Fe(CN)6]3-

在正向扫描过程中当扫描电压尚未达到[Fe(CN)6]4-的氧化电位时，溶液中仍有电流通过，这是由于电解质溶液的导电作用产生了背景电流，随着扫描电位的增大，它逐渐达到了[Fe(CN)6]4-的氧化电位，[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，此时的氧化电流达到一个最大值，之后电流会减小，这是由于电极附近的离子浓度减小而溶液本体中的离子又来不及扩散至电极表面所致；负向扫描时，从转折电位变化到起始电位期间，与正向扫描的过程相反。

从循环伏安图中可以确定氧化峰电流i pa和还原峰电流i pc，氧化峰峰电位φpa和还原峰峰电位φpc的数值。

对于可逆体系有：

（1）i pa /i pc ≈1；

（2）△φ=φpa —φpc =0.058/Z（V）；

同时峰电位不随扫速的改变而改变。

这可以作为判断电极可逆性的依据。