關于酶傳感器工作原理圖第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六酶傳感器工作原理圖第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六測定物質氧氣過氧化氫氨氣二氧化碳透氣膜鉑陰電極鉑陽電極氫正離子敏感膜電流測量電位測量電極酶膜H正離子電位（電極）電流（場效應管）熱光熱敏電阻傳感器光纖傳感器酶傳感器的類型第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六酶的固定方法1、吸附法2、包埋法3、共價結合法4、交聯法第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六測定方法無機化學法：Folin-Wu法有機化學法：鄰甲苯胺法酶法：葡萄糖氧化酶法血糖測定的常用方法應用實例第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六

方法類型原理用途及備注磷鉬酸法定量G+Cu2+→Cu2O↓

穩定、準確、但對（Folin-Wu）分光Cu2O+磷鉬酸試劑→藍色鉬化合物

葡萄糖無特異性，（430nm）

受血中非糖還原物

質的影響。鄰甲苯胺法定量G+鄰甲苯胺→藍綠色的席弗(Schiff)堿較Folin-Wu法特異

（630nm）但不及酶法。D-甘露糖能與鄰甲苯胺反應，生成類似吸收光譜，造成正誤差。（一）化學法第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六酶法分析是指用酶作為工具定量測定某種物質含量的分析方法。定量分析的目標可以是酶的底物，輔酶，也可以是酶的激活劑或抑制劑。（二）酶法第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六酶法分析的主要方法：

單酶反應定量法和偶聯酶反應定量法單酶反應定量法：指用一種酶為工具酶定量測定某種物質的方法。偶聯酶反應定量法：當單酶反應底物或產物反應底物或產物的物理化學手段無法區分時，還可以借助另一種酶作為指示酶，通過偶聯反應進行定量分析。第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六方法類型原理用途及備注己糖激酶定量G+ATP→G-6-P+ADP血清尿液腦脊液、（HK）法

分光G-6-P+NADP+

公認參考方法

動態→GA-6-P+NADPH操作簡便，特異

終點（340nm）性和靈敏性均高推薦常規方法葡萄糖氧同上G+O2→GA+H2O2化酶（POD）H2O2+染料→有色染料偶聯法（還原型）（氧化型）

可制試紙片定量（Trinder）（4-氨基安替比林+酚

半定量篩選試驗→紅色琨類化合物505nm）第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六發展史第一階段：經典葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器

采用過氧化氫電極作為基礎電極，通過檢測H2O2的產生量，進而檢測血清中的葡萄糖含量。優點：葡萄糖濃度與產生的H2O2有當量關系，不受血液中氧濃度變化的影響。采用過氧化氫作為基礎電極的生物傳感器是最早的生物傳感器。第二階段：介體葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器在經典葡萄糖酶電極的基礎之上改良而成的，引入化學介體代替過氧化氫作為基礎電極，利用具有較低氧化電位的傳遞介體在電極上產生的氧化電流，在測定葡萄糖時，可以避免其他電活性物質的干擾，提高了測定的靈敏度和準確性。第三階段：直接葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器

直接葡萄糖酶電極的葡萄糖生物傳感器是指不采用媒介體，利用酶與電極間的直接電子傳遞設計制作葡萄糖傳感器。將酶共價鍵合到化學修飾電極上，或將酶固定到多孔電聚合物修飾電極上，使酶氧化還原活性中心與電極接近，直接電子傳遞就能夠相對容易地進行，從而使電極的響應速度更快、靈敏度更高，真正實現酶的專一和高效催化。第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六應用舉例：葡萄糖傳感器

工作原理

故葡萄糖濃度測試方法有三種：①測耗量Ｏ２

②測Ｈ２Ｏ２生成量③測由葡萄糖酸而產生的ＰＨ變化。

葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）葡萄糖+H2O＋Ｏ２――――――→葡萄糖酸＋Ｈ２Ｏ２手掌型血糖分析器第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六測量氧消耗量的葡萄糖傳感器第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六測量氧消耗量的葡萄糖傳感器氧電極構成：①由Ｐb陽極和Ｐt陰極浸入堿溶液，②陰極表面用氧穿透葡萄糖（基質）膜覆蓋[特氟隆，厚約１０μm]氧電極測O2原理：利用氧在陰極上首先被還原的特性。溶液中的O2穿過特氟隆膜到達Pt陰極上，當外加一個直流電壓為氧的極化電壓(如0.7V)時，則氧分子在Pt陰極上得電子，被還原:其電流值與含O2濃度成比例。Ｏ2+２Ｈ2Ｏ+４e=======４ＯＨ－

第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期六A是一般的商品化電極型血糖儀的組成部分，包括血糖試紙和用作電化學讀數計的血糖儀。血糖試紙即敏感元件，血糖儀集換能器與信號處理系統于一體。當血糖試紙插入血糖儀的插槽并加入血樣后，以鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀為導電介質實施血糖的電化學測定時血糖試紙的電極上將發生如圖2B中所示的反應。葡萄糖（Glucose）經葡萄糖氧化酶（GO/FAD）催化氧化成為葡萄糖內酯（d-Gluconolactone），同時葡萄糖氧化酶轉化為其還原態（GO/FADH2）。接著，葡萄糖內酯水解為葡萄糖酸（GluconicAcid），還原態葡萄糖氧化酶將鐵氰離子（[Fe(CN)6]3-）還原為亞鐵氰離子（[Fe(CN)6]4-）。當血糖儀施加一定的電壓后，亞鐵氰離子（[Fe(CN)6]4-）還原為鐵氰離子（[Fe(CN)6]3-）,并產生電流，電流大小與葡萄糖濃度成正比，該線性關系由電流-葡萄糖濃度線性方程來描述：