Giới thiệu chung về Biosensor

71 3.6K 40
Giới thiệu chung về Biosensor

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Giới thiệu chung về Biosensor

Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIOSENSOR 1 LỊCH SƯÛ PHÁT TRIỂN CỦA BIOSENSOR Năm 1956, giáo sư Leland Clark Jnr – người khai sinh về khái niệm điện cực sinh học (Biosensor) đã có công bố về điện cực Oxy. Dựa trên kinh nghiệm và tâm huyết của mình, ông đã phát triển lónh vực phân tích giúp có thể đo lường được trong cơ thể. Năm 1962, tại Hội nghò Khoa học ở Viện hàn lâm New York, ông đã có bài diễn thuyết: “Làm thế nào để các điện cực điện hóa (phương pháp pH, cực phổ, phép đo điện thế, phép đo độ dẫn điện) thông minh hơn”. Trong đó, ông trình bày cách làm điện cực điện hóa thông minh hơn bằng cách thêm enzym vào máy chuyển đổi như những chiếc bánh sandwich được bao bọc bởi một lớp màng. Năm 1975, ý tưởng của Clark trở thành hiện thực với sự công bố của công ty Yellow Springs Instrument (Ohio) về máy phân tích glucose dựa trên việc đo dòng điện của hydro peroxide. Đây là lần đầu tiên các phòng thí nghiệm trên thế giới phân tích dựa trên một Biosensor. Cũng vào năm này, Biosensor tiến thêm một bước mới là khi Divis đề xuất rằng vi khuẩn có thể được dùng như một yếu tố sinh học trong điện cực vi khuẩn để đo hàm lượng rượu. Năm 1976, La Roche (Thụy Só) giới thiệu máy phân tích Lactat (Lactate Analyser – LA640) trong đó sử dụng tác nhân trung gian hexacyanoferrat hòa tan để chuyển các electron từ lactatdehydrogenase tới một điện cực. Mặc dù không thành công trên thương trường nhưng là bước đột phá quan trọng cho một thế hệ của Biosensor được ứng dụng trong thể thao và chẩn đoán lâm sàng. Năm 1987, điện cực enzym screen-printed được công bố bởi Medisense (Cambridge, USA) với dụng cụ đo có kích thước như một chiếc bút cho phép giám sát lượng glucose trong máu tại nhà. Điện cực này được thiết kế lại làm cho thông dụng hơn và số lượng bán của Medisense đã đạt tới 175 triệu đôla năm 1996 khi họ được Abbort mua lại. Hiện nay Hãng Boehringer, Manheim và Bayer đang cạnh tranh nhau rất gay gắt về Biosensor và lượng bán ra của ba công ty chiếm ưu thế trên thò trường Biosensor của thế giới tới 85%. 1 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor 1.2. KHÁI NIỆM VỀ BIOSENSOR Biosensor thực chất là một thiết bò phân tích chuyển một tín hiệu sinh học thành một tín hiệu điện. Đầu tiên, Biosensor sẽ nhận dạng hiện tượng và biên dòch thành một đặc tính có thể đònh lượng được, sau đó đặc tính đònh lượng này được chuyển đổi thành một tín hiệu điện bởi một bộ biến năng. Trong Biosensor, hiện tượng được nhận dạng bởi một hệ thống sinh học gọi là cơ quan thụ cảm sinh học (bioreceptor). Hệ thống này sẽ tiếp xúc trực tiếp với mẫu phân tích gây ra phản ứng và tạo thành hợp chất nhạy cảm cho Biosensor. Cơ quan thụ cảm sinh học có đặc tính chọn lọc đặc biệt đối với chất phân tích. Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo của biosensor Chú thích: Chất xúc tác sinh học (a) chuyển cơ chất (S) thành sản phẩm (P). Bộ biến năng (b) chuyển sản phẩm phản ứng thành tín hiệu điện. Bộ khuếch đại (c) nhằm khuếch đại tín hiệu điện của bộ biến năng. Bộ vi xử lý tín hiệu (d). Màn hình hiển thò (e). 1.3. ĐẶC ĐIỂM – YÊU CẦU CỦA BIOSENSOR Để đònh lượng, Biosensor phải đáp ứng yêu cầu liên quan đến đo lường: khả năng lặp lại, khả năng tái sử dụng cao, tính chọn lọc, tính nhạy cảm, vùng trả lời tuyến tính và thời gian đáp ứng tín hiệu tốt. • Các phép đo có độ lặp lại tốt nếu như hai loạt kết quả thu được tương tự nhau được thực hiện bởi cùng người phân tích, sử dụng cùng biosensor trong cùng một mẫu phân tích. • Phương pháp đo có khả năng tái sử dụng cao nếu các kết quả trước có thể đạt được khi tiến hành phân tích lặp lại lần hai. 2 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor • Tính chọn lọc của biosensor thể hiện ở khả năng nhận ra một hợp chất đơn trong hỗn hợp các cấu tử của mẫu, khả năng này phụ thuộc vào cơ quan thụ cảm sinh học và bộ biến năng. Một biosensor có tính chọn lọc cao nếu như thành phần tạp chất của mẫu thấp. • Tính nhạy cảm của biosensor thể hiện ở sự thay đổi về lượng thì sẽ gây ra sự thay đổi về tín hiệu trả lời: ∆a = s ∆m Trong đó ∆a : Độ dao động về biên độ của dòng ra ∆m : Độ dao động về biên độ của dòng vào s : Độ nhạy cảm của biosensor, đặc trưng cho mức độ phù hợp của biosensor trong một ứng dụng cụ thể. Đối với Biosensor đo bằng điện thế thì biên độ của tín hiệu trả lời tỷ lệ thuận với logarite của nồng độ chất phân tích. Theo đònh luật Nernst: ∆a = s ∆(logc). • Vùng tín hiệu tuyến tính thu được là một đường cong hiệu chỉnh của tín hiệu trả lời với nồng độ khác nhau của chất phân tích. Đường cong chỉ thật sự có ý nghóa nếu tiến hành hiệu chỉnh cả hai loạt nồng độ tăng và giảm. Đường cong hiệu chỉnh gọi là tốt nếu như tín hiệu trả lời ổn đònh theo thời gian. • Thời gian đáp ứng khá dài bởi bản chất của đường cong hiệu chỉnh, nó cho biết một phương pháp đo cho tín hiệu trả lời nhanh hay chậm khi thay đổi nồng độ. 1.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BIOSENSOR Các chất cần phân tích trong mẫu phân tích sẽ đi vào trong điện cực. Màng ngoài (external membrane) của biosensor sẽ cho các chất cần phân tích thấm qua. Các thành phần sinh học (enzym, tế bào vi sinh vật, mô, cơ quan) sẽ phản ứng với chất cần phân tích và tạo ra các đáp ứng mà các bộ biến năng (transducer) có thể phát hiện được. Các thành phần sinh học ở đây thực hiện các hoạt động sau: • Biến đổi các chất cần phân tích thành các chất hóa học khác thông qua các phản ứng sinh hóa (biểu diễn bằng vòng tròn rỗng trong sơ đồ). • Giải phóng ra các sản phẩm hóa học rồi từ đây tạo ra các tác nhân kích thích. 3 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor • Thay đổi các đặc tính như quang học, điện học, cơ học. • Tạo ra một số các đáp ứng khác nhau với lượng có thể đo được. Còn có một số màng khác gần bộ phận transducer, những màng này có thể có các đặc tính thấm khác nhau so với màng bên ngoài. Tín hiệu ra của điện cực thường phụ thuộc vào loại biến năng mà nó sử dụng. Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động chung của một Biosensor: - Chất cần phân tích - Tác nhân kích thích (chất tạo ra tín hiệu) Bảng 1.1: Một số điện cực enzym thường sử dụng Điện cực để xác đònh Enzym Sản phẩm Glucose Glucooxydase và catalase H 2 O 2 , O 2 Saccarose Invertase, glucooxydase H 2 O 2 Lactose β-galactosidase, glucooxydase H 2 O 2 Rượu Alcoloxydase H 2 O 2 Ure Urease NH 4 + , CO 2 Pennicillin Pennicillinase H + 4 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor CHƯƠNG 2 PHÂN LOẠI BIOSENSOR 1.1. ĐIỆN CỰC ĐIỆN HÓA (Electrochemical biosensor) 2.1.1. Điện cực đo điện thế (potentiometric biosensor) Điện cực đo điện thế hoạt động dựa trên nguyên tắc xác đònh sự khác nhau về điện thế giữa điện cực đo (probe electrode) và điện cực so sánh (reference electrode) (là điện cực có điện thế không đổi). Sự khác nhau về điện thế giữa hai điện cực là hàm của hoạt độ các ion trong dung dòch điện phân nơ đặt điện cực (điều kiện hoạt động của điện cực đo điện thế là không có dòng điện trong mạch đo, vì thế người ta gọi nó là điện cực có dòng điện bằng không). Điện thế này được xác đònh theo phương trình Nerst: 2 1 0 ln α α ×+= nF RT EE Trong đó: E o : Điện thế oxy hóa-khử tiêu chuẩn; R: Hằng số khí; T: Nhiệt độ tuyệt đối; F: hằng số Faraday; N: số điện tử trao đổi của cơ chất; α 1 , α 2 : Hoạt độ trong dung dòch và trong lớp màng điện cực. • Điện cực đo (probe electrode): Điện cực đo là điện cực có tham gia phản ứng điện hóa với một trong các cấu tử của cân bằng điện thế. Điện cực đo phải có thế điện cực được thiết lập đủ nhanh và có độ chính xác cao. Trong điện cực điện hóa, điện cực đo thường dùng là điện cực màng và điện cực khí.  Điện cực khí : 5 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Điện cực được cấu tạo bởi kim loại trơ như Pt, Au…tiếp xúc đồng thời với khí và dung dòch chứa ion tương ứng với khí này. Trên thò trường đã có điện cực khí hydro, điện cực Oxy, điện cực khí clo được sử dụng rộng rãi.  Điện cực màng chọn lọc ion : Điện cực màng chọn lọc thông thường là các bán pin có lớp màng phân cách dung dòch cần phân tích với một dung dòch chuẩn ở bên trong. Nguyên tắc hoạt động của điện cực màng là dựa vào sự xuất hiện của một đại lượng điện thế trên bề mặt của màng phân cách chứ không phải do phản ứng điện hóa kèm theo sự vận chuyển ion. Màng có tác dụng thuận nghòch với một ion hay một nhóm ion trong dung dòch một cách chọn lọc. Điện cực thủy tinh là điện cực điển hình của loại điện cực màng này. Tất cả các loại điện cực màng đều phải đáp ứng các yêu cầu bắt buộc sau đây: 1. Màng phải không được tan trong dung dòch cần phân tích. Để đáp ứng được điều này, màng phải được cấu tạo từ những chất có phân tử lượng lớn như thủy tinh silicate hoặc nhựa polymer. 2. Màng chọn lọc phải có độ dẫn điện. Độ dẫn điện này thường được tạo ra nhờ vào sự dòch chuyển của các ion hóa trò một bên trong màng. 3. Màng hoặc một vài phần tử chứa trong bộ khung của màng phải có khả năng tác dụng chọn lọc với ion cần khảo sát theo nguyên tắc: trao đổi ion, kết tinh hay tạo phức. Hai nguyên tắc đầu phổ biến hơn nguyên tắc thứ ba.  Điện cực màng thủy tinh: Đây là loại điện cực màng thông dụng nhất. Điện cực gồm một ống thủy tinh, ở đầu của ống là một bầu tròn cấu tạo bằng thủy tinh mỏng (0.06-0.10mm). Đây chính là lớp màng thủy tinh có thành phần xác đònh và có khả năng trao đổi chọn lọc với proton và các cation khác. Điện cực màng thủy tinh đo pH: Phổ biến nhất là thủy tinh chứa 22%Na 2 O, 6%CaO và 72%SiO 2 có khả năng trao đổi chọn lọc ion H + đến pH xấp xỉ 9. ƠÛ pH cao hơn, lớp màng thủy tinh trở nên kém chọn lọc với H + vì có thể trao đổi với Na + cũng như các cation hóa trò I khác. Ngày nay người ta đã sử dụng loại thủy tinh trong đo Na + và Ca 2+ được thay thế bởi Li + và Ba 2+ có khả năng xác đònh chọn lọc H + ở pH cao hơn. Phần cuối của điện cực là một bầu thủy tinh có thành mỏng và có thành phần đặc biệt. Bên trong bầu thủy tinh chứa dung dòch H + có nồng độ xác đònh. Nhúng vào dung dòch 6 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor H + là dây dẫn Pt hay kim loại Ag phủ AgCl. Toàn bộ bộ phận trên được đặt trong ống bảo vệ. Khi nhúng điện cực thủy tinh vào dung dòch chứa ion H + , ở hai bề mặt của màng thủy tinh tiếp xúc với H + có phản ứng trao đổi: H + dd + Na + dd H + tt + Na + dd nghóa là ở hai mặt của lớp thủy tinh sẽ tạo ra hai lớp “gel” H 2 SiO 3 (dày 10 -4 -10 -5 mm) do sự hiện điện của H + trong thủy tinh. Vì có hiện tượng trao đổi ion xảy ra ở hai mặt của màng thủy tinh nên mỗi lớp gel sẽ xuất hiện một điện thế có giá trò phụ thuộc vào hoạt độ của H + trong dung dòch và hoạt độ của H + trong lớp gel. Hay nói cách khác, hiệu thế màng E qua lớp thủy tinh sẽ phụ thuộc vào hoạt độ của H + bên trong bầu, của H + ở ngoài bầu và hoạt độ H + ở trong hai lớp gel. Với giả sử rằng hiện tượng trao đổi ion xảy ra ở hai mặt thủy tinh gần giống nhau và do cố đònh hoạt độ H + ở trong bầu thủy tinh nên hiệu thế màng E chỉ phụ thuộc vào hoạt độ của H + trong dung dòch cần khảo sát. Bằng việc thay thế thành phần của thủy tinh sao cho điện thế màng không phụ thuộc vào giá trò pH, thường sử dụng Al 2 O 3 và B 2 O 3 ta có thể tạo ra các điện cực màng thủy tinh dùng xác đònh các cation hóa trò I như Na + , K + , NH 4 + …  Đầu dò khí: Đầu dò khí là các thiết bò đo có tính chọn lọc và độ nhạy cao dùng để xác đònh các khí hòa tan hoặc các ion có thể chuyển thành khí hòa tan khi điều chỉnh pH của môi trường. Bộ phận chính của đầu dò khí là một lớp màng xốp mỏng được lắp vào phần cuối của đầu dò và có thể được thay thế một cách dễ dàng. Tấm màng này được gọi là màng thấm khí, được chế tạo từ các polymer chòu nước như polytetrafluoroethylene hoặc polypropylene với độ xốp khoảng 70% (kích thước lỗ xốp nhỏ hơn 1µm). Lớp màng này sẽ phân tách dung dòch cần phân tích với dung dòch NaHCO 3 và NaCl (nếu thiết bò dùng để đo CO 2 hòa tan). • Điện cực chuẩn: Trong hầu hết các ứng dụng điện hóa, ngoài điện cực đo ta phải sử dụng thêm một điện cực có điện thế xác đònh và không đổi. Điện cực này được gọi là điện cực chuẩn hay điện cực so sánh. Điện cực chuẩn phải không tham gia phản ứng với bất kỳ thành phần nào trong dung dòch cần khảo sát, phải thuận nghòch và tuân theo phương trình Nerst, phải có điện thế không đổi theo thời gian và có thể lấy lại giá trò thế ban đầu 7 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor sau khi có dòng điện nhỏ chạy qua… Điện cực chuẩn thường là điện cực kim loại loại hai (kim loại M phủ một lớp hợp chất ít tan MA của kim loại đó và được nhúng vào trong dung dòch muối có chứa anion A - có nồng độ xác đònh).  Điện cực calomel : Điện cực calomel được tạo thành bởi kim loại Hg tiếp xúc với dung dòch chứa muối Hg 2 Cl 2 bão hòa và KCl có nồng độ xác đònh (bão hòa hay 1M).  Điện cực Ag/AgCl: Ngày nay điện cực Ag/AgCl được sử dụng rộng rãi để làm điện cực chuẩn thay cho điện cực calomel. Nồng độ dung dòch KCl sử dụng là bão hòa hay 3.5M Các điện cực chuẩn thường có một lỗ nhỏ ở gần đầu phía trên. Lỗ này thường có một nút đậy kín khi không sử dụng để chống lại sự bay hơi của dung dòch phía trong. Hình 2.1: Cấu tạo của một biosensor đo điện thế đơn giản 8 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Chú thích: a) Màng bán thấm b) Thành phần sinh học c) Màng thủy tinh d) Điện cực thủy tinh đo pH e) Điện thế giữa điện cực đo và điện cực so sánh g) Dung dòch HCl f) Điện cực đo Ag/AgCl h) Điện cực so sánh Ứng dụng: Điện cực đo điện thế được dùng để xác đònh glucose với sự cố đònh enzym glucooxydase lên điện cực: D-glucose Glucooxydase D-gluconat + H + Đo lượng H + tạo thành (đo pH sau khi giải phóng H + ) sẽ xác đònh hàm lượng D -glucose. Xác đònh Ure với sự có mặt của enzym Urease: NH 2 CONH 2 + H 2 O pH=9 2NH 3 + + H + NH 2 CONH 2 + H 2 O + 2H + urease 2NH 4 + + CO 2 HCO 3 - Hình 2.2: Cấu tạo điện cực pCO 2 9 Chú thích: c – Cáp bảo vệ e – Dung dòch điện phân m – màng kỵ nước r – điện cực so sánh Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Xác đònh lysin: lysin lysindecarbocylase cadalverin + CO 2 2.1.2. Điện cực đo dòng điện (Amperometric biosensor) Điện cực đo dòng điện hoạt động dựa vào dòng điện chạy qua mạch đo khi đặt một hiệu điện thế giữa hai điện cực (điện cực đo và điện cực so sánh). Mật độ của các hạt tích điện tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy giữa hai điện cực. Cường độ dòng điện chạy giữa hai điện cực là hàm của mật độ các hạt tích điện trong dung dòch và điện thế đặt giữa hai điện cực. Trong đa số trường hợp, người ta thường tiến hành oxy hóa hoặc khử một loại hạt tích điện trên cực đo. Nếu đặt vào điện cực đo một điện thế E biến thiên so với điện cực so sánh và vẽ đường cong I = f(E), chiều cao I của bậc giới hạn khuếch tán sẽ tỷ lệ với nồng độ của hạt bò oxy hóa hoặc bò khử trên điện cực đo. Hình 2.3: Đồ thò I = f(E) Chú thích: 1- E quá nhỏ để sự oxy hóa có thể xảy ra 2- vận tốc oxy hóa điện hóa và cường độ dòng điện sẽ tăng cường với sự tăng hiệu điện thế 3- cường độ không phụ thuộc vào hiệu điện thế và I = K.C red Hiện nay các điện cực đo dòng điện đang được sử dụng rộng rãi là điện cực oxy và điện cực hydroperoxyde. Oxy và hydroperoxyde (H 2 O 2 ) đều là những chất được sinh ra trong một số phản ứng có enzym xúc tác, cũng như trong phản ứng có các chất trung gian oxy hóa-khử nhân tạo: ferrocyanua, ion N-metyl-phenazini (NMP) và benzoqiunon và chúng có thể xác đònh nhờ đo dòng điện. Các điện cực đo dòng điện thường sử dụng các enzym oxydoreductase để gắn vào màng. Oxy, NAD + , NADP + được dùng như chất nhận điện tử để phục hồi enzym sau khi tham gia phản ứng xúc tác cơ chất. Các enzym sử dụng Oxy như oxydase và 10 [...]... Chlest-4-ene-3-one + H O 2 2 11 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Để đo lượng lactose thì gắn enzym β-galactosidase (β-GAL) từ E.coli và glucoozydase (GOD) từ A.niger, xúc tác các phản ứng: lactose β-D-glucose + + O2 H2O + β-GAL H2O β-D-glucose + GOD acid gluconic + D-galactose H2O2 Do quá trình chuyển khối H2O2 đến điện cực anod mà vận tốc phản ứng ở anod thường bò giới hạn Khi đó, cường độ dòng điện ở anod... silicon và đặt màng cố đònh enzym ở trên, nhờ đó thu nhỏ được kích thước thiết bò 16 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Hình 2.8: Điện cực Enzym-nhiệt điện trở có vỏ bọc silicon Cũng có thể tích hợp nhiều nhiệt điện trở tạo ra điện cực nhiệt đònh lượng đồng thời nhiều chất Các nghiên cứu về loại điện cực nhiệt độ cho thấy ngoài những ứng dụng trong các lónh vực y tế, môi trường, thực phẩm, chúng... trường, còn tất cả chúng bò phản xạ lại nhiều lần và dần dần nguồn sáng bò suy giảm Dựa vào lượng ánh sáng phản xạ, ta có thể tính được hàm lượng mẫu phân tích 18 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Hình 2.9: Biosensor dựa trên hiện tượng phản xạ toàn phần 2.3.2 Điện cực đo phát quang: Nguyên tắc hoạt động: Cơ chất tác dụng với enzym cố đònh để tạo thành sản phẩm có khả năng phát ra ánh sáng màu... ứng dụng, vận tốc và độ nhạy, kỹ thuật ELISA được kết hợp với các bộ Biosensor hình thành phương pháp sử dụng điện cực miễn dòch (immunosensor) Các điện cực miễn dòch này rất thích hợp khi sử dụng với điện cực điện áp hoặc các điện cực đo điện thế Hình 2.12: Nguyên lý hoạt động của điện cực miễn dòch 22 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor (I): Điện cực sinh học dùng ở đây thay thế cho hệ thống giám... VẬT (microbial biosensor) Điện cực vi sinh vật được chế tạo để phát hiện các chất hóa học, dựa vào sự hô hấp và trao đổi chất của vi sinh vật Điện cực này gồm hai loại: • Điện cực dùng để đo sự thay đổi hoạt lực hô hấp của vi sinh vật cố đònh với một thiết bò đo điện thế • Điện cực dùng để đo các chất sinh ra từ vi sinh vật và phản ứng dễ dàng với điện cực 23 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Các... một vai trò quan trọng trong các Biosensor hiện đang có mặt trên thò trường Nhưng bên cạnh đó chúng có những bất lợi như ít bền và khi hoạt động cần có cofactor kết hợp, đồng thời một enzym đơn lẻ thì không xúc tác hoàn toàn cho một chuỗi phản ứng, vì vậy trong biosensor thường kết hợp nhiều enzym với nhau theo một trình tự hợp lý để đảm bảo sự hoạt động tối ưu của Biosensor 3.1.2 Vi sinh vật: Cơ thể... thống enzym được dùng trong biosensor Chẳng hạn như vi thể gan có hệ thống enzym monooxidase với cytochrome P 450 xúc tác cho phản ứng oxy hoá nhiều acid béo, hormone steroids… Các cơ quan tế bào được gắn trực tiếp lên bộ biến năng đo dòng điện trong thiết bò Biosensor 3.1.4 Tác nhân miễn dòch: Kháng nguyên và kháng thể cũng được sử dụng làm bộ thụ cảm sinh học Tính chọn lọc của Biosensor được quyết đònh... bước sóng hoặc chỉ số phản xạ trong môi trường đo bao quanh sợo dẫn Những thiết bò này gắn vào hoặc là sợi đơn hoặc là chùm sợi kép để ánh sáng tới và chùm tia sáng được đo 17 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor 2.3.1 Điện cực đo phản xạ quang: Điện cực này hoạt động theo nguyên tắc: năng suất phản xạ từ mặt phản xạ tuân theo phương trình: R = R0 × I ,% I0 Trong đó R- năng suất phản xạ, R0-hằng số... với lượng O 2 và lượng glucose Dòng điện được đo sau khi khuếch đại và được chỉ thò trực tiếp bằng số hoặc biểu diễn dưới dạng nồng độ Oxy hay áp suất riêng phần của Oxy 12 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor Phương pháp đo dòng điện này có những đặc điểm sau: • Phản ứng Enzym sẽ phụ thuộc vào vận tốc khuếch tán của cơ chất qua màng • Khi phản ứng oxy hóa – khử xảy ra, gradient nồng độ của cơ chất... thường nó sẽ tăng khi có tạp chất hấp thu lên trên bề mặt của tinh thể Đo tần số dao động sẽ biết được nồng độ của cơ chất cần đo Tần số dao động được tính theo công thức: 19 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor trong đó: ∆f: Chênh lệch tần số dao động (Hz), ∆m: chênh lệch khối lượng của chất hấp thu (g), K: hằng số đặc trưng cho sự dao động của tinh thể, phụ thuộc vào bề dày và độ nứt của tinh thể, . liệu về Biosensor CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIOSENSOR 1 LỊCH SƯÛ PHÁT TRIỂN CỦA BIOSENSOR Năm 1956, giáo sư Leland Clark Jnr – người khai sinh về. gắt về Biosensor và lượng bán ra của ba công ty chiếm ưu thế trên thò trường Biosensor của thế giới tới 85%. 1 Đồ án: Tổng quan tài liệu về Biosensor

Ngày đăng: 16/03/2013, 10:19

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo của biosensor - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 1.1..

Sơ đồ cấu tạo của biosensor Xem tại trang 2 của tài liệu.
Bảng 1.1: Một số điện cực enzym thường sử dụng - Giới thiệu chung về Biosensor

Bảng 1.1.

Một số điện cực enzym thường sử dụng Xem tại trang 4 của tài liệu.
Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động chung của một Biosensor: - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 1.2.

Nguyên lý hoạt động chung của một Biosensor: Xem tại trang 4 của tài liệu.
Hình 2.1: Cấu tạo của một biosensor đo điện thế đơn giản - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.1.

Cấu tạo của một biosensor đo điện thế đơn giản Xem tại trang 8 của tài liệu.
Hình 2.2: Cấu tạo điện cực pCO - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.2.

Cấu tạo điện cực pCO Xem tại trang 9 của tài liệu.
Hình 2.4: Sơ đồ nguyên tắc của điện cực đo dòng điện - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.4.

Sơ đồ nguyên tắc của điện cực đo dòng điện Xem tại trang 11 của tài liệu.
Hình 2.5: Cấu tạo của điện cực Oxy xác định nồng độ Glucose - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.5.

Cấu tạo của điện cực Oxy xác định nồng độ Glucose Xem tại trang 12 của tài liệu.
Bảng 2.1: Enthanpi của một số phản ứng có enzym xúc tác: - Giới thiệu chung về Biosensor

Bảng 2.1.

Enthanpi của một số phản ứng có enzym xúc tác: Xem tại trang 13 của tài liệu.
Hình 2.7: Sơ đồ điện cực enzym – nhiệt điện trở. - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.7.

Sơ đồ điện cực enzym – nhiệt điện trở Xem tại trang 15 của tài liệu.
Hình 2.9: Biosensor dựa trên hiện tượng phản xạ toàn phần 2.3.2. Điện cực đo phát quang : - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.9.

Biosensor dựa trên hiện tượng phản xạ toàn phần 2.3.2. Điện cực đo phát quang : Xem tại trang 19 của tài liệu.
Hình 2.10: Sơ đồ cấu tạo của điện cực điện áp 2.5. ĐIỆN CỰC MIỄN DỊCH (Immunobiosensor): - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.10.

Sơ đồ cấu tạo của điện cực điện áp 2.5. ĐIỆN CỰC MIỄN DỊCH (Immunobiosensor): Xem tại trang 20 của tài liệu.
Hình 2.11: Nguyên lý hoạt động của kỹ thuật ELISA - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.11.

Nguyên lý hoạt động của kỹ thuật ELISA Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 2.12: Nguyên lý hoạt động của điện cực miễn dịch - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 2.12.

Nguyên lý hoạt động của điện cực miễn dịch Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 3.4: Phương pháp sử dụng bình phun - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 3.4.

Phương pháp sử dụng bình phun Xem tại trang 33 của tài liệu.
Hình 3.7: Điện cực kháng nguyên dùng PVC rắn với DNP - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 3.7.

Điện cực kháng nguyên dùng PVC rắn với DNP Xem tại trang 37 của tài liệu.
c) Sự gắn enzym: - Giới thiệu chung về Biosensor

c.

Sự gắn enzym: Xem tại trang 37 của tài liệu.
Hình 4.1: Nguyên tắc hoạt động của điện cực enzym - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 4.1.

Nguyên tắc hoạt động của điện cực enzym Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn nồng độ sản phẩm theo nồng độ cơ chất ứng với các giá trị σ khác nhau. - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 4.2.

Đồ thị biểu diễn nồng độ sản phẩm theo nồng độ cơ chất ứng với các giá trị σ khác nhau Xem tại trang 43 của tài liệu.
Hình 4.4: Sự trả lời tín hiệu của điện cực enzym theo các kiểu kìm hãm khác nhau - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 4.4.

Sự trả lời tín hiệu của điện cực enzym theo các kiểu kìm hãm khác nhau Xem tại trang 49 của tài liệu.
Hình 4.6: Sự phụ thuộc của tín hiệu trả lời vào pH của điện cực AchE ở 25oC b) Aûnh hưởng của nhiệt độ: - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 4.6.

Sự phụ thuộc của tín hiệu trả lời vào pH của điện cực AchE ở 25oC b) Aûnh hưởng của nhiệt độ: Xem tại trang 51 của tài liệu.
Bảng 4.2: Một số điện cực enzym đo dòng điện: - Giới thiệu chung về Biosensor

Bảng 4.2.

Một số điện cực enzym đo dòng điện: Xem tại trang 57 của tài liệu.
Bảng 5.1: Một số ứng dụng của biosensor trong công nghiệp thực phẩm: - Giới thiệu chung về Biosensor

Bảng 5.1.

Một số ứng dụng của biosensor trong công nghiệp thực phẩm: Xem tại trang 59 của tài liệu.
g) Xác định hàm lượng mycotoxin trong ngũ cốc và thực phẩm - Giới thiệu chung về Biosensor

g.

Xác định hàm lượng mycotoxin trong ngũ cốc và thực phẩm Xem tại trang 63 của tài liệu.
Bảng 5.2: Một số các kit chuẩn sử dụng và giới hạn phát hiện: - Giới thiệu chung về Biosensor

Bảng 5.2.

Một số các kit chuẩn sử dụng và giới hạn phát hiện: Xem tại trang 63 của tài liệu.
a) Định lượng ion kim loại nặng - Giới thiệu chung về Biosensor

a.

Định lượng ion kim loại nặng Xem tại trang 64 của tài liệu.
c) Định lượng phosphat, nitrit, nitrat, sulfat - Giới thiệu chung về Biosensor

c.

Định lượng phosphat, nitrit, nitrat, sulfat Xem tại trang 65 của tài liệu.
Bảng 5.6: Điện cực enzym định lượng phosphate: - Giới thiệu chung về Biosensor

Bảng 5.6.

Điện cực enzym định lượng phosphate: Xem tại trang 66 của tài liệu.
Bảng 5.5: Định lượng nitrit, nitrat, sulfat - Giới thiệu chung về Biosensor

Bảng 5.5.

Định lượng nitrit, nitrat, sulfat Xem tại trang 66 của tài liệu.
Hình 7.2: Biosensor phát hiện E.coli 5.3. ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC: - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 7.2.

Biosensor phát hiện E.coli 5.3. ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC: Xem tại trang 68 của tài liệu.
Hình 7. 3: Một số Biosensor thương mại - Giới thiệu chung về Biosensor

Hình 7..

3: Một số Biosensor thương mại Xem tại trang 69 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan