1、1,第四章 电化学生物传感器之-经典酶电极,4.1 概述,电化学生物传感器定义,电化学生物传感器种类,酶电极是最具代表性的电化学生物传感器，分为三代,2,4.2 基础电极,1、离子选择性电极（电位型电极） 是对特定离子产生选择性相应的一类电化学传感器 通常是由敏感膜、指示电极、参比电极和待测溶液构成原电池，直接测量电池电动势并利用Nernst公式来确定物质含量的方法。其电极电位产生的机制都是基于内部溶液与外部溶液活度不同而产生电位差.其核心部分为敏感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子则无响应或响应很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性.,3,4.2 基础电极,1、离子选择性电极
2、（电位型电极）参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极. 指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数,4,4.2 基础电极,2、气敏电极的组成 复合离子选择电极、气透膜和内充液三部分组成复合离子选择电极包括指示电极和参比电极 气透膜分为非均相微孔膜和均相塑料膜 内充液应含有两种基本成分,5,4.2 基础电极,氨气敏电极,
3、氨气通过透气膜进入溶液，使平衡向左移动，电解质溶液pH升高，导致玻璃膜膜电位的产生，并与铵离子浓度相关联,6,4.2 基础电极,电流型电极 1、氧依赖性电流 基本构成：铂/金阴极和Ag/AgCl阳极 在阴极和阳极之间施加一定的极化电压，然后测定通过阴极的电流。i=kDO2,7,4.2 基础电极,电流型电极 2、电压和电流的关系,电极的正常工作电压应在X-Y区。此区域电压的波动对电流的影响较小,8,4.2 基础电极,电流型电极 3、电流型电极性能1）如果铂电极为阳极，Ag/AgCl阴极。电流型电极变成了H2O2电极。2）开放型 隔膜型 减少溶质分子的干扰3）有较大的温度系数。,9,4.3 生物电
4、极测定方法,生物电极测定方法分为稳态法和动态法 稳态法分为搅拌池和流通池法 动态法分为计时法、速率法和峰值法,10,4.3 生物电极测定方法,11,4.3 生物电极测定方法,12,4.4 酶电极,酶电极是由感受器(如固定化酶)和换能器(如离子选择性电极)所组成的一种分析装置，用于测定混合物溶液中某种物质的浓度，其研究内容包括：酶电极的种类、结构与原理；酶电极的制备、性质及应用,酶电极的设计主要参考酶促反应过程产生或消耗的电活性物质。 如果酶促反应是一个耗氧过程，就可以使用O2或H2O2电极作为基础电极。 如果酶促反应是一个产酸过程，则可以使用pH电极,13,4.4 酶电极,测量方法： 1）可以用氧电极来测量氧的消耗来实现对葡萄糖的测量 缺点：受溶解氧的干扰 2）可以用过氧化氢电极来测量H2O2的生成来实现对葡萄糖的测量（不受溶解氧的干扰）,1、血糖测定方法,14,4.4 酶电极,乳酸测定方法,乳酸是糖代谢的中间产物，主要来源于骨骼肌、脑,
