电化学血糖传感器原理及发展
血糖测量的电化学原理
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血糖测量的电化学原理血糖测量的电生物化学原理是当施加一定电压于经酶反应后的血液产生的电流会随着血液中的血糖浓度的增加而增加。
通过精确测量出这些微弱电流,并根据电流值和血糖浓度的关系,反算出相应的浓度。
所以,确定这个关系是问题的核心。
但其关系复杂,受多方面因素影响。
电压强度、所使用的试条以及检测的血液量都会对其产生影响。
理论上需要在所有浓度点上大量实验才能确定最终的关系。
在实际操作中,只需在选择若干重要浓度点做大量实验,然后采用曲线拟合或插值等数据处理方式来确定其与电流值之间的关系。
血糖测量通常采用电化学分析中的三电极体系。
三电极体系是相对于传统的两电极体系而言,包括,工作电极(WE),参比电极(RE)和对电极(CE)。
参比电极用来定点位零点,电流流经工作电极和对电极工作电极和参比电极构成一个不通或基本少通电的体系,利用参比电极电位的稳定性来测量工作电极的电极电势。
工作电极和辅助电极构成一个通电的体系,用来测量工作电极通过的电流。
利用三电极测量体系,来同时研究工作电极的点位和电流的关系。
如图1所示:方案描述该血糖仪提供多种操作模式以适应不同场合的应用,另外提供了mmol/L,mg/dl,g/l三种常见测量单位的自由切换并自动转换。
该三个单位之间的转换关系如下:1mmol/L=18 mg/dL 1mmol/L=0.18 g/L 1 mg/dL=0.01 g/L针对不同国家地区的不同要求,血糖仪可以采用以上任意一种单位来显示测量结果,转换的方式采取使用特殊的代码校正条来实现。
(1)单片机及内部硬件资源的充分利用。
Silicon labs C8051F410单片机内部集成了丰富的外围模拟设备,使用户可以充分利用其丰富的硬件资源。
C8051F410单片机的逻辑功能图如图2所示。
利用其中12位的A/D转换器用来做小信号测量,小信号电流经过电流采样电路最终转换为电压由该A/D采样,然后以既定的转换程序计算出浓度显示在液晶板上。
电子血糖仪工作原理
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电子血糖仪工作原理随着现代医学技术的不断发展,电子血糖检测仪作为一种便捷、准确、可靠的设备,被广泛应用于糖尿病患者的日常血糖监测中。
那么,电子血糖仪是如何工作的呢?本文将从工作原理、主要组成部分和使用方法三个方面进行介绍。
一、工作原理电子血糖仪的工作原理可以简单概括为电化学传感技术。
具体而言,它是利用血液中的葡萄糖与电极表面发生化学反应,产生微弱的电流信号来测量血液中的葡萄糖含量。
下面将详细介绍电子血糖仪的工作原理。
1. 血液采集在进行血糖检测之前,首先需要进行血液采集。
一般来说,采集血液使用的是针形的测试脱氧核糖核酸(TIP)电极。
这种电极通过微量血液的皮肤进入,并将血液中的葡萄糖转化为电流信号。
2. 葡萄糖氧化当葡萄糖进入电子血糖仪的测试脱氧核糖核酸(TIP)电极时,会与其中的酵素发生氧化反应。
这个酵素中一般包含葡萄糖氧化酶(GOD)。
在反应过程中,葡萄糖被氧化为葡萄糖酸,同时生成了一定数量的电荷。
3. 电流信号测量通过测试脱氧核糖核酸(TIP)电极测量到的电流信号,电子血糖仪可以计算出血液中的葡萄糖浓度。
这个过程一般是由仪器内部的微处理器来完成的,它会将测量到的电流信号转化为具体的血糖浓度数值,并显示在仪器的屏幕上。
二、主要组成部分电子血糖仪主要由测试脱氧核糖核酸(TIP)电极、电源、显示屏、控制按钮、微处理器和存储器等部件组成。
下面将详细介绍这些主要组成部分的功能。
1. 测试脱氧核糖核酸(TIP)电极:用于血液采集和测量葡萄糖氧化产生的电流信号。
2. 电源:为电子血糖仪提供正常的工作电量,常见的电源方式有电池和充电式电池。
3. 显示屏:用于显示测量结果和其他相关信息,如血糖浓度值、单位、日期、时间等。
4. 控制按钮:用于操作电子血糖仪的相关功能,如开关机、设置时间、查看历史记录等。
5. 微处理器:负责将测试脱氧核糖核酸(TIP)电极测得的电流信号转化为具体的血糖浓度数值。
6. 存储器:用于存储血糖测量结果以及相关的时间、日期等信息,方便用户进行记录和查看。
血糖仪的原理
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血糖仪的原理血糖仪是一种用于检测血液中葡萄糖浓度的仪器,它对于糖尿病患者来说是非常重要的工具。
那么,血糖仪究竟是如何工作的呢?接下来,我们将详细介绍血糖仪的原理。
血糖仪的原理主要涉及到电化学检测技术。
血糖仪中的电化学传感器是其核心部件,它由三个电极组成,工作电极、对比电极和参比电极。
当血液样品与电化学传感器接触时,血液中的葡萄糖会与工作电极上的酶发生反应,产生电流。
这个电流的大小与血液中葡萄糖的浓度成正比,血糖仪通过测量这个电流的大小来计算血液中葡萄糖的浓度。
在血糖仪中,还有一个重要的部件是电路板。
电路板上的微处理器能够接收电化学传感器传来的电流信号,并将其转换成数字信号。
然后,这个数字信号会被送往血糖仪的显示屏上,显示出血液中的葡萄糖浓度。
同时,血糖仪还会根据这个数字信号进行一系列的计算,如血糖的平均值、标准差等。
此外,血糖仪还配备了一块电池,用于提供电源。
电池会为电化学传感器和微处理器提供所需的电能,保证血糖仪的正常工作。
总的来说,血糖仪的原理是基于电化学检测技术的。
通过电化学传感器、微处理器和电路板的协同作用,血糖仪能够准确地检测出血液中的葡萄糖浓度,并将结果显示在屏幕上。
这种原理的血糖仪具有检测速度快、准确性高、操作简便等优点,因此被广泛应用于临床和个人健康管理中。
通过了解血糖仪的原理,我们可以更好地理解它的工作方式和检测原理,也能更好地使用和维护血糖仪。
同时,对于科研人员和生产厂家来说,深入了解血糖仪的原理也有助于不断改进和创新血糖仪的技术,提高其检测的精准度和稳定性。
总之,血糖仪的原理是基于电化学检测技术的,通过电化学传感器、微处理器和电路板的协同作用,能够准确地检测出血液中的葡萄糖浓度,并将结果显示在屏幕上。
这种原理的血糖仪具有检测速度快、准确性高、操作简便等优点,因此被广泛应用于临床和个人健康管理中。
希望本文能够帮助大家更好地了解血糖仪的原理,以及其在临床和个人健康管理中的重要作用。
血糖监测技术的研究及开发
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血糖监测技术的研究及开发一、引言血糖监测技术的研究及开发是医疗健康领域中的一个重要方向。
由于当今社会人们生活方式的改变,导致糖尿病患者日益增多。
糖尿病对人体健康的危害很大,比如可能导致肾脏、视网膜、神经系统等严重的损伤。
所以,糖尿病的早期诊断和监测显得尤为重要。
本文将就血糖监测技术的研究及开发进行探讨。
二、血糖监测技术的原理目前血糖监测技术的主要原理是基于电化学测试法,其中电化学传感器是目前常用的血糖监测器件,也是最精准的测量方法。
在电化学方面,主要是电子的转移和离子在电解质溶液中的传输,其中离子传输的速率取决于测试部分距离的大小和离子的大小等。
由于电化学传感器被广泛应用于体内传感器和生化检测的领域,所以对于制造电化学传感器来说掌握电化学过程的规律是很重要的。
三、血糖监测技术的分类1. 传统血糖监测技术传统血糖监测技术主要是依靠人体自身的化学反应,如利用指尖抽血的方式通过试纸和电磁波等方法来检测血糖值。
虽然方法简单,但缺点也很明显,比如误差率较大、不方便携带等。
2. 无创血糖监测技术无创血糖监测技术的研究方向主要是以无创式监测为主,比如激光显微镜检测等。
无创血糖监测技术的优点比传统血糖监测技术更加明显,即测试更加便捷、更加安全、可重复性更好等。
3. 生物传感器生物传感器是目前研究比较活跃的领域,生物传感器可以根据生物体的特异性来检测血糖值。
生物传感器的优点是更具有可扩展性、更具有精确度、不容易受到外部干扰等。
四、血糖监测技术的发展趋势1. 自动化程度更高随着健康医疗领域的发展,未来血糖监测技术将会朝着自动化程度更高的方向发展,即只需要流程简单的操作,就可以自动完成血糖监测过程。
2. 可穿戴智能设备随着硬件技术的进步,未来血糖监测设备将会变得更加智能化、更加便携。
例如市场上现有的产品,如智能手环和血糖仪等,在完善自己的同时,也将为用户提供越来越多的方便。
3. 数据共享平台未来,有望建立起一个包括糖尿病设备、个人用品、与照护人员相关的应用和服务、医疗资源等的全方位血糖管理网络。
电子血糖仪工作原理详解
![电子血糖仪工作原理详解](https://img.taocdn.com/s3/m/0a351c4af02d2af90242a8956bec0975f565a441.png)
电子血糖仪工作原理详解电子血糖仪是一种用于监测血液中葡萄糖浓度的设备,广泛应用于糖尿病患者的日常血糖监测。
它的工作原理是基于电化学传感技术,通过测量血液中的电流或电压变化来获取血液中的葡萄糖浓度。
本文将详细介绍电子血糖仪的工作原理。
一、电化学传感原理电子血糖仪采用电化学传感原理来测量血液中的葡萄糖浓度。
在电化学传感原理中,使用了一种叫做葡萄糖氧化酶(GOx)的生物酶。
GOx可以将血液中的葡萄糖与氧气反应,产生一种叫做葡萄糖酸的物质。
同时,该反应会产生电子,通过导体传递到电极上,从而形成电流或电压信号。
二、血液采样过程在使用电子血糖仪之前,首先需要进行血液采样。
一般来说,电子血糖仪使用血液采样针进行采样,采样针通过一次性使用的采血棉棒与仪器连接。
当将血液采样针插入皮肤后,血液会被吸出并被采血棉棒吸附。
然后,将采血棉棒插入电子血糖仪中,开始进行测量。
三、测量过程在进行测量时,电子血糖仪会将采血棉棒中吸附的血液与葡萄糖测试试纸上的葡萄糖氧化酶接触。
葡萄糖氧化酶会将血液中的葡萄糖与氧气反应,产生葡萄糖酸和电子。
随后,电子会通过电极传递到电子血糖仪中,并被转化成电流或电压信号。
电子血糖仪会根据电流或电压信号的强度来计算血液中的葡萄糖浓度。
通常,电子血糖仪中会内置一个微处理器,用来将电流或电压信号转换成可读取的葡萄糖浓度数值。
用户可以通过仪器上的显示屏或其他输出接口来查看测量结果。
四、需注意事项在使用电子血糖仪时,有一些需要注意的事项。
首先,使用前请确保电子血糖仪的电池电量充足,以免影响测量结果。
其次,使用血液采样针时,请按照说明书的指示进行正确使用,避免产生不必要的伤害。
此外,还需注意仪器和测试试纸的保存条件,以保持其良好的工作状态。
总结:电子血糖仪是通过电化学传感原理来测量血液中的葡萄糖浓度的设备。
它使用血液采样针采集血液样本,并通过葡萄糖氧化酶的作用,将血液中的葡萄糖转化为电流或电压信号。
通过分析信号强度,电子血糖仪可以得出血液中的葡萄糖浓度,并将结果显示给用户。
血糖测定仪原理
![血糖测定仪原理](https://img.taocdn.com/s3/m/85b79e623069a45177232f60ddccda38366be163.png)
血糖测定仪原理
血糖测定仪(血糖仪)是一种用于测量人体血液中葡萄糖浓度的设备。
其工作原理是基于电化学或光学测量技术。
电化学血糖仪的工作原理是通过在电极上施加电压,将葡萄糖氧化成葡萄糖酸和电子。
通过测量电极上电子的流动情况,就可以间接地得出葡萄糖浓度。
电化学血糖仪通常由三个电极组成:工作电极、对比电极和参比电极。
工作电极用于催化葡萄糖的氧化反应,对比电极用于测量电流的大小,参比电极用于提供一个稳定的基准电位。
光学血糖仪的工作原理是利用葡萄糖分子与特定试剂的反应,产生可见光的变化。
通常,一部光学血糖仪由两个主要部分组成:一束光源和一个光电传感器。
光源会射出一束光线穿过样本中的血液,并被光电传感器接收。
葡萄糖的存在会改变光线的吸收或散射特性,从而引起光电传感器输出信号的变化。
通过测量输出信号的强度,可以推断出血液中葡萄糖的浓度。
无论是电化学血糖仪还是光学血糖仪,都需要事先校准,即通过对已知血糖浓度样本的测量来建立一个测量结果与血糖浓度之间的关系模型。
校准过程是确保血糖仪准确性的关键。
血糖仪通常配备了一个显示屏,可以直接显示测量结果,并且可以将测量结果存储在内部存储器或连接到电脑或智能手机等设备上进行进一步分析和管理。
血糖仪的使用简便快捷,能够提供及时的血糖监测结果,对于糖尿病患者的日常血糖控制非常重要。
然而,由于个体差异和
外界因素的影响,血糖仪并非绝对准确,使用时仍需要结合临床判断,并定期进行校准和维护。
如果测量结果与自身感觉或其他测量方式有明显差异,应及时咨询医生。
电子血糖仪工作原理
![电子血糖仪工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/8af34e5eb6360b4c2e3f5727a5e9856a56122619.png)
电子血糖仪工作原理电子血糖仪是一种便携式的医疗设备,被广泛应用于监测血糖水平和管理糖尿病。
它的工作原理基于测量血液中葡萄糖浓度的变化,以提供准确且实时的血糖读数。
一、电化学传感器原理电子血糖仪采用电化学传感器来测量血液中的葡萄糖浓度。
电化学传感器由三个主要部分组成:工作电极、参比电极和计数电极。
血液样本进入血糖仪时,葡萄糖分子与工作电极表面上的特定酶发生反应。
这个酶通常是葡萄糖氧化酶,它能够将葡萄糖转化为葡萄糖酸。
二、电流生成和读数当血液中的葡萄糖分子与工作电极上的酶反应时,电化学传感器会产生微弱的电流。
这个电流的强弱与葡萄糖浓度成正比。
仪器通过测量电流的大小来计算葡萄糖浓度,并将结果以数字形式显示在仪器的屏幕上。
一些电子血糖仪还可以将数据传输到智能手机或电脑上,方便用户进行长期的血糖监测和记录。
三、校准和控制为了确保测量的准确性,电子血糖仪需要进行校准。
校准通常是在仪器初始化或更换传感器时进行的。
校准过程涉及将已知浓度的葡萄糖溶液添加到血糖仪中,并与仪器读数进行比较。
校准后的仪器可以提供更准确的血糖读数。
四、血液取样和处理为了获得准确的血糖读数,血液样本的质量和处理过程也非常重要。
电子血糖仪通常使用指尖或手掌上的血液样本进行测试。
用户需要首先清洁和消毒采血部位,然后使用血糖仪提供的一次性针头将指尖刺破,以得到足够的血液样本。
一些仪器可以使用其他采血部位,如手臂或大腿。
在样本采集后,血液样本会与血糖仪中的试剂进行反应,产生电流和血糖读数。
一些仪器使用光学传感器来检测反应产生的颜色变化,并将其转换为相应的血糖浓度。
五、日常使用和维护为了确保电子血糖仪的准确性和长期可靠性,用户需要遵循一些日常使用和维护的注意事项。
首先,用户应按照说明书上的指示正确使用电子血糖仪。
其次,定期校准仪器以确保准确的读数。
此外,定期更换电池和传感器,以确保仪器始终处于良好的工作状态。
最后,应定期清洁仪器,并妥善存放,避免受潮或损坏。
生物电化学传感器发展现状
![生物电化学传感器发展现状](https://img.taocdn.com/s3/m/80fb2f397ed5360cba1aa8114431b90d6c8589f2.png)
生物电化学传感器发展现状引言:生物电化学传感器是一种基于生物学和电化学原理的传感器,它通过检测生物体内的生物标志物来实现对生物反应的测量和分析。
随着生物技术和纳米技术的飞速发展,生物电化学传感器在医疗诊断、食品安全监测、环境污染监测等领域展示出巨大的应用潜力。
本文将介绍生物电化学传感器的原理、发展历程以及目前的一些新兴趋势。
一、生物电化学传感器的原理生物电化学传感器的工作原理主要基于生物识别及电化学技术。
首先,生物识别元素例如酶、抗体、细胞等被固定在传感器的电极表面。
当目标分子进入传感器时,生物识别元素与目标分子发生特异性的识别反应,产生生物反应。
接下来,电化学技术被应用于检测和测量这一生物反应。
典型的电化学技术包括电流和电势测量、电化学阻抗谱等。
通过测量电化学信号的变化,可以 quantitatively检测目标分子的浓度。
二、生物电化学传感器的发展历程生物电化学传感器的发展历程可以追溯到上世纪60年代。
当时,瑞典科学家Clark和Lyons首次提出将酶固定在氧电极上用于血糖测量。
随后,Glucose Oxidase (GOD)、Glucose Peroxidase (GPO)等酶被成功固定在电极上,开创了生物电化学传感器的先河。
之后的几十年里,生物电化学传感器得到了快速的发展和广泛的应用。
在生物电化学传感器的发展过程中,材料的选择和改性起到了至关重要的作用。
传统的传感器材料例如金、银、铂等常见的金属,以及氧化物、硝酸纤维和聚合物等材料广泛应用于生物电化学传感器的制备中。
近年来,纳米材料的出现为生物电化学传感器的发展提供了新的机遇。
纳米材料具有较大的比表面积、高导电性和优异的生物相容性,能够提高传感器的灵敏度和稳定性。
三、生物电化学传感器的应用现状1. 医疗诊断领域生物电化学传感器在医疗诊断领域中具有广泛的应用前景。
以血糖仪为例,通过将葡萄糖酶固定在电极上,可以实现对血液中葡萄糖含量的测量。
这种技术可以广泛应用于糖尿病患者的家庭监测和管理。
血糖传感器原理
![血糖传感器原理](https://img.taocdn.com/s3/m/eca57be7dc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b171b040.png)
血糖传感器原理
血糖传感器是一种用于测量人体血液中葡萄糖浓度的设备。
它基于生物化学反应原理和电子技术,可以实时监测血糖水平,并将数据传输到相关的显示设备上。
血糖传感器的原理如下:
1. 酶法测量原理:
血糖传感器通常采用酶法测量血糖浓度。
其中,最常使用的酶是葡萄糖氧化酶。
该酶能够催化葡萄糖与氧气发生反应,产生葡萄糖酸和过氧化氢。
反应方程式如下:
葡萄糖+ O2 →葡萄糖酸+ H2O2
2. 电子传感器原理:
产生的过氧化氢(H2O2)是可以通过电化学方法测量其浓度的。
血糖传感器内部包含电极,其中一个电极被特殊材料修饰,使其具有较高的催化活性。
当样本中的过氧化氢与修饰电极相接触时,会发生电化学反应,产生电流。
电流的大小与过氧化氢浓度成正比,从而可以间接测量血液中的葡萄糖浓度。
3. 数据处理和传输:
血糖传感器内部还包含一个微芯片或电路板,用于将测得的电流转换为数字信号,并通过无线或有线方式传输到外部设备上。
外部设备如血糖仪、手机应用程序等会对数据进行处理和显示,以便用户实时了解血糖水平。
血糖传感器在使用前需要校准,通常通过测量已知浓度的标准溶液来进行。
此外,传感器的准确性和稳定性也需要进行监测和维护,以确保测量结果的可靠性。
电化学传感器的发展与应用分析
![电化学传感器的发展与应用分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f7812f54cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe04a1b16f.png)
电化学传感器的发展与应用分析近年来,电化学传感技术得到了广泛应用和发展。
该技术利用电极表面发生的化学反应对被检测物进行定量检测或定性分析。
其特点是具有高灵敏度、高选择性、实时分析和易于操作等优点。
本文将详细介绍电化学传感器的发展历程和应用领域。
一、电化学传感器的发展历程电化学传感器的历史可以追溯到19世纪70年代,法国化学家S. I. Bielmann在研究铂电极时发现了极电位随着电极上溶液活性的变化而变化。
这启示了人们利用这种现象来进行化学分析。
20世纪初,英国化学家W.N. Lacey和美国化学家E.E. Somers等人独立发明了玻璃电极和氢电极,为电化学传感器的发展奠定了基础。
20世纪50年代,被广泛应用的玻璃电极和氢电极逐渐被石墨电极和金属电极所取代。
50年代末到60年代初期,电化学传感器以其优良的分析性能和便捷的操作方式在不同领域得到了广泛应用。
70年代以后,化学传感技术的发展带来了新型电化学传感器,如滴定电极、循环伏安电化学传感器等,进一步拓展了电化学传感器的应用领域。
80年代以后,微型化、集成化和智能化等新技术的出现,使得电化学传感器得到更加广泛的应用。
二、电化学传感器的应用领域1. 环境监测电化学传感器在环境监测中的应用主要包括水质监测和大气污染监测。
水质监测方面,电化学传感器被广泛用于水中重金属、有机物和离子等成分的检测,如Cd2+、As3+、Pb2+、Cr3+、Cu2+、Fe3+等。
大气污染监测方面,电化学传感器可用于检测氮氧化物、硫化物、甲醛等有害气体。
此外,电化学传感器还可以应用于土壤污染、垃圾处理和噪声等环境监测领域。
2. 医学卫生电化学传感器在医学卫生领域的应用主要包括血糖监测、心肌梗死诊断、药物检测和神经监测等。
例如,电解质传感器可用于人体电解质成分的监测,电化学免疫传感器可用于诊断疾病和药物检测。
3. 食品安全电化学传感器在食品安全领域的应用主要包括食品中酸碱度、维生素、脂肪酸和残留农药等成分的检测。
血糖仪 原理
![血糖仪 原理](https://img.taocdn.com/s3/m/eb41b57ef011f18583d049649b6648d7c0c70813.png)
血糖仪原理
血糖仪是一种用来测量血液中葡萄糖含量的电子设备。
它是由一个用于采集血液样本的测试带以及一个读取和显示结果的仪器组成。
血糖仪的工作原理是基于电化学检测技术。
在测试带上,有一层用于将血液样本吸收的化学反应性涂层。
当血液样本被吸收后,其中的葡萄糖会与涂层上的酶催化剂发生化学反应。
这个反应会产生一种电流,其强度与血液中葡萄糖的浓度成正比。
测试带上的电流被传输到仪器中的一个电化学传感器中。
电化学传感器能够测量电流的强度,并将其转换为对应的血糖浓度。
仪器上的显示屏会显示测量结果。
一些血糖仪还具有数据存储功能,可以记录多个测量结果以便用户跟踪血糖水平的变化。
为了确保血糖仪的准确性,用户需要按照说明书的要求正确使用仪器和测试带,并遵循正确的血液取样方法。
还需要定期校准血糖仪,以及进行内部和外部质量控制来验证仪器的准确性。
总的来说,血糖仪通过测量血液中的葡萄糖含量来帮助糖尿病患者监测血糖水平。
它使用电化学检测技术,并通过化学反应将血糖转换为电流信号,最终显示出血糖浓度。
准确使用和维护血糖仪是确保测量结果准确的关键。
电化学生物传感器原理、发展趋势及应用
![电化学生物传感器原理、发展趋势及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/532960d5541810a6f524ccbff121dd36a32dc437.png)
电化学生物传感器原理、发展趋势及应用一、电化学生物传感器的检测原理电化学生物传感器(electrochemical biosensor)是指由生物材料作为敏感元件,电极(固体电极、离子选择性电极、气敏电极等)作为转换元件,以电势或电流的变化为特征检测信号的传感器,简称生物电极。
这类传感器发展最早,研究内容十分丰富,并已经得到广泛应用。
电流型传感器主要基于探测生物识别膜或化学反应中的电活性物质,通过固定工作电极的电位提供电活性的电子转移反应驱动力,探测电流随时间的变化。
该电流直接反映了生物分子识别和电子转移反应的速度,即该电流与待测物质的浓度成正比。
电位型传感器将生物识别反应转换为电位信号,该信号与生物识别反应过程中产生或消耗的活性物质浓度对数成正比,从而与待测物质浓度的对数成正比。
电位型离子选择电极的选择性渗透离子导电膜可设计成与待测离子相关的产生电位信号的敏感膜,测试在电流为零的条件下进行。
根据作为敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA传感器等。
电化学生物传感器具有以下特点:1.适合于对生物体液中的物质活度测定的需要,响应直观,通过计算机联用,可直接读出待测生物物质的浓度或活度。
2.由于其具有分子识别的功能和高选择性,在许多测定中,样品无需复杂处理,操作简便,易于自动化监测,可连续监测患者的血液物质浓度。
3.测定速度快电讯号的输出和测定响应快速,通过与计算机的接口还可进行多成分同时测定。
4.试样用量少可以将敏感探头微型化,只需微升级样品即可完成分析。
如有的K+、Ca2+、Cl-、Na+及CO2分析仪仅需50μl样品,每小时可测100个样品,这为临床检验缩短检测周期提供了条件。
5.可对体内物质直接和动态测量。
将微小探头埋在体内或留置于血管中,可以指示体内物质的变化,有利于床旁或现场检测。
6.灵敏度高例如AFP免疫电极可测定10-8~10-10 g/ml的浓度。
血糖监测技术的发展与应用
![血糖监测技术的发展与应用](https://img.taocdn.com/s3/m/00a64a5da9114431b90d6c85ec3a87c240288aa3.png)
血糖监测技术的发展与应用随着现代医疗技术的进步和人们对健康意识的提高,血糖监测技术正日益受到广泛关注和应用。
血糖监测技术是指通过测量人体血液中的血糖水平,以帮助患者及时掌握自身糖尿病的管理情况。
本文将介绍血糖监测技术的发展历程和应用现状。
一、血糖监测技术的发展历程血糖监测技术自问世以来,经历了无线电测量、光学测量、电化学测量等不同阶段的发展。
最早的血糖监测技术采用无线电测量,通过无线电波测量血液中的葡萄糖含量。
然而,这种技术存在测量不准确、操作复杂等问题,限制了其在临床应用中的推广。
随着光学测量技术的逐渐成熟,人们开始探索利用激光或红外线等光学原理来测量血液中的血糖水平。
光学测量技术具有测量准确、操作简便等特点,但受到光线干扰等因素的影响较大,限制了其在实际应用中的推广和普及。
近年来,电化学测量技术的出现使得血糖监测技术取得了突破性的进展。
电化学测量技术基于电化学传感器,通过测量电流或电压的变化来反映血液中的血糖含量。
该技术具有测量准确、实时性强、操作简便等优点,成为目前血糖监测技术的主要应用方式。
二、血糖监测技术的应用现状1. 家用血糖仪家用血糖仪是一种便携式的血糖监测设备,广泛应用于糖尿病患者的日常血糖监测中。
家用血糖仪通过采集患者的血液样本,使用电化学传感器进行血糖测量,然后将测量结果显示在仪器的屏幕上。
患者可以根据测量结果,及时调整饮食和药物的使用,以保持血糖水平的稳定。
2. 连续血糖监测系统连续血糖监测系统是一种能够实时、连续监测血糖水平的设备,主要适用于糖尿病患者的长期监测。
该系统由一个小型的感应器插入患者的皮下组织,通过电化学传感器实时监测血糖水平,并将数据传输到一个便携式的接收器上进行显示和储存。
患者可以通过接收器随时了解自己的血糖情况,同时可以将数据上传到医生的电脑上,以便进行更加详细的分析和评估。
3. 智能手机应用程序随着智能手机的普及,越来越多的血糖监测应用程序也开始出现。
电化学传感器的原理和应用
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电化学传感器的原理和应用电化学传感器是一种利用电化学原理来检测和测量化学物质的传感器。
它通过测量电化学过程中电流、电势和电导等物理量的变化来实现对目标物质的检测和分析。
电化学传感器具有高灵敏度、快速响应、低成本和简单易用等优点,因此在环境监测、医学诊断、食品安全等领域得到广泛应用。
一、电化学传感器的原理电化学传感器的工作原理主要基于电化学反应的特性。
根据不同的测量原理和传感机制,电化学传感器可分为多种类型,主要包括电流型、电压型和阻抗型传感器。
电流型传感器是最常用的一种电化学传感器。
它基于电极表面所发生的电化学反应,通过测量电流信号的变化来检测和测量目标物质。
例如,氧气传感器利用氧气在电极表面还原的过程产生电流信号,并据此测量氧气浓度。
电压型传感器则是通过测量电极之间的电势差变化来实现对目标物质的检测。
阻抗型传感器则是基于电化学反应导致电极电阻变化的原理来工作。
二、电化学传感器的应用1. 环境监测电化学传感器在环境监测中有着广泛的应用。
例如,通过测量水中的氧气和氮气浓度,可以评估水体的污染程度和水质状况。
此外,电化学传感器还可用于检测大气污染物质、土壤中的重金属离子和有机物质等。
2. 医学诊断电化学传感器在医学诊断中具有重要作用。
例如,血糖仪就是一种基于电化学传感器的设备,通过测量血液中的葡萄糖浓度来监测糖尿病患者的血糖水平。
此外,电化学传感器还可用于检测生物体内的其他生化指标,如pH值、电解质浓度等。
3. 食品安全电化学传感器在食品安全领域的应用日益广泛。
通过测量食品中的农药残留、重金属离子、添加剂等物质的浓度,可以及时发现食品中的安全隐患,并采取相应的措施进行防范和监管。
4. 化学分析电化学传感器在化学分析中被广泛用于溶解氧测量、酸碱度测量、金属离子测量等方面。
其快速响应、高灵敏度和简便易用的特点,使其成为化学实验室和工业生产中不可或缺的分析工具。
5. 能源储存电化学传感器在能源储存领域起到了重要的作用。
电化学生物传感器的研究与进展
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电化学生物传感器的研究与进展随着生物技术的不断发展,生物传感器的应用范围也越来越广泛。
其中电化学生物传感器因其高灵敏度、高选择性、实时检测等特点,受到了广泛关注和研究。
本文将从技术原理、研究进展和未来展望三个方面,对电化学生物传感器进行探讨。
一、技术原理电化学生物传感器的核心技术是将生物分子与电极表面接触,通过生物分子与物质之间的特异性识别和反应,实现对不同物质的定量分析。
其通过电化学电位变化来检测分子之间的相互作用,利用生物分子在电极表面吸附和反应,造成电化学信号变化的原理,实现对物质的检测。
电化学生物传感器的构成分为三部分:生物分子、传感元件和信号转换器。
其中,生物分子是传感器的关键组成部分,可以是抗体、酶、蛋白质、核酸等。
传感元件是指将生物分子固定在电极表面的载体,常用的传感元件有金、银、碳等材料的电极。
信号转换器是将生物分子与传感元件之间的信号转换成期望的电信号,常见的信号转换器有电化学检测仪、光学检测仪等。
电化学生物传感器的主要原理是生物分子和物质之间的特异性识别和反应,利用生物分子固定在电极表面的载体,检测生物分子与物质之间的相互作用,从而实现对不同物质的定量分析。
二、研究进展电化学生物传感器在多个领域得到了广泛的应用,例如环境保护、食品质量检测和生物医学等方面。
以下将分别从这三个方面介绍其应用进展。
1.环境保护电化学生物传感器在环境监测中具有广泛应用,例如对水污染物检测的研究。
由于水污染物种类繁多,需要对各种有害物质进行快速、准确的检测,而电化学生物传感器可以实现直接检测或微量检测,具有高灵敏度、高选择性和实时检测等优点。
例如,通过利用电化学生物传感器对水中的重金属离子、有机物、细菌等进行监测,有效提高了水质监测的效率,进而为环境保护提供了技术支持。
2.食品质量检测电化学生物传感器在食品质量检测中也得到了广泛应用。
在生产加工过程中,食品安全问题是不容忽视的,而传统的检测方法存在多种缺陷。
化学传感器的原理及应用
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化学传感器的原理及应用化学传感器是一种能够检测化学物质或物理量的仪器,广泛应用于环境监测、医学诊断、食品安全等领域。
化学传感器具有快速、灵敏、准确、简便等特点,因此备受关注。
本文将介绍化学传感器的原理及应用。
一、化学传感器的原理化学传感器是一种可靠的化学探测器,它依靠化学反应产生的电信号来检测目标分子浓度。
它的工作原理基于电化学技术。
电化学传感器是将化学反应(通常是氧化还原反应)和电化学技术组合起来实现了分析化学的任务。
其测量信号通常是电位差和电流。
化学传感器通常由三部分组成:传感元件、电极和信号转换器。
传感元件是感受物质的关键部分,可以根据感受物质的特性选择不同的元件。
例如,其中一个常用的传感元件是金属氧化物(MOX)半导体。
MOX的电阻会随着气体(例如空气中的挥发性有机化合物)的浓度变化而变化。
电极是传感器中用来测量电位差和电流的部分。
信号转换器则负责将电位差和电流转换为可以读取的数字信号。
二、化学传感器的应用化学传感器广泛应用于环境监测、医学诊断、食品安全等领域。
以下是几个重要应用:1.污染物监测化学传感器可以监测有害气体、水质和土壤的污染物。
例如,一些化学传感器可以检测二氧化硫、氮氧化物、臭氧、挥发性有机化合物等有害气体。
水质传感器则可以测量水中的水质指标,如pH值、溶解氧、温度等,以检测水质是否达到安全标准。
土壤传感器则可以监测土壤pH值、含水量、温度等。
2.医学诊断化学传感器在医学诊断中有着广泛的应用。
例如,氧传感器可以监测人体血液中的氧气浓度,有助于诊断呼吸系统疾病。
其他化学传感器可以检测血糖、胆固醇、尿素等指标,有助于进行疾病的早期诊断。
3.食品安全化学传感器可以检测食品中的有害化学物质,如农药残留、重金属、防腐剂等。
例如,挥发性有机化合物气敏传感器可以检测有害挥发性化合物,有助于保证食品安全。
三、发展趋势目前,化学传感器已经广泛应用于环境监测、医学诊断、食品安全等领域。
随着技术的不断进步,化学传感器的灵敏度、选择性和响应时间将不断提高,将产生更广泛的应用。
电化学血糖仪的原理
![电化学血糖仪的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/965c50ae0408763231126edb6f1aff00bfd5701a.png)
电化学血糖仪的原理宝子们,今天咱们来唠唠电化学血糖仪这个超酷的小玩意儿的原理呀。
你想啊,咱们身体里的血糖就像一个个调皮的小糖果在血液里跑来跑去呢。
电化学血糖仪就像是一个超级侦探,专门来侦查这些小糖果的数量。
那它到底咋做到的呢?这得从它里面的那些小零件说起。
它有一个小电极,这个电极可不得了呢。
当我们把一滴血滴到试纸上,试纸上就开始热闹起来啦。
试纸上有一些特殊的化学物质,这些化学物质就像是一群热情的小助手。
血液里的葡萄糖分子一到试纸上,就和这些化学物质开始互动啦。
就好像是一场小小的聚会,葡萄糖分子是客人,化学物质是主人。
在这个聚会里,葡萄糖分子会发生一些化学反应哦。
这个时候,电极就开始发挥作用啦。
它就像一个敏锐的小耳朵,能听到化学反应过程中产生的一些微小的变化。
比如说,在反应过程中会有电子的转移。
这电子就像一个个小信使,电极能捕捉到这些小信使的动向呢。
你可以把电极想象成一个小小的收费站,电子就是过往的车辆。
当电子通过电极的时候,血糖仪就能根据电子的数量算出葡萄糖的含量啦。
是不是很神奇呀?而且呀,这个过程就像是一场精心编排的舞蹈。
每个分子、每个电子都按照一定的节奏在动。
化学物质和葡萄糖分子的反应是舞蹈的第一步,电子的转移是第二步,电极的检测是第三步。
电化学血糖仪还有一个很贴心的地方呢。
它能快速地给出结果,就像闪电侠一样迅速。
这是因为整个反应和检测的过程设计得非常巧妙。
它不需要我们等很久,就能准确地告诉我们血液里有多少小糖果,也就是血糖的浓度啦。
宝子们,要是把我们的身体比作一个大花园,血糖就是花园里的小花朵。
有时候小花朵太多或者太少都不好呢。
电化学血糖仪就像是一个勤劳的小园丁,随时帮我们查看小花朵的数量,让我们能更好地照顾自己的身体。
再从另外一个角度看呀,这个血糖仪就像是一个小小的魔法盒。
我们滴一滴血进去,它就能像变魔术一样告诉我们血糖的秘密。
试纸上那些我们看不到的化学变化,就像是魔法咒语,在悄悄地发挥着作用。
电化学生物传感器技术的最新进展
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电化学生物传感器技术的最新进展近年来,随着科学技术的不断发展和人民生活水平的提高,人们对健康管理和快速检测技术的需求也越来越强烈。
电化学生物传感器技术应运而生,因其具有灵敏度高、可重复性好、成本低等特点,被广泛应用于生物、医药、环境等领域。
本文将从电化学生物传感器技术的基本原理、发展历程、最新进展等方面进行探讨,希望能给读者带来一些启示和帮助。
电化学生物传感器技术的基本原理电化学生物传感器技术是将生物分子与电化学传感技术相结合,通过电化学效应对生物分子进行检测的一种生物传感器技术。
电化学生物传感器主要由三部分组成:生物分子识别层、传感器转换层和电化学信号检测层。
其中,生物分子识别层是通过生物分子对目标物质的选择性识别实现的,传感器转换层是将生物分子的特异性转换为可测量的电化学信号,电化学信号检测层则是利用电化学技术对电化学信号进行检测和分析。
基本上,电化学生物传感器的工作原理可以分为两种类型:基于生物触媒的电化学生物传感器和基于免疫反应的电化学生物传感器。
基于生物触媒的电化学生物传感器通过对酶或生物触媒的选择性识别实现对目标分子的检测。
例如,葡萄糖生物传感器是最早开发的一类基于生物触媒的电化学生物传感器,它可以通过酶催化产生的电化学信号与葡萄糖浓度正相关的特性,实现对血糖浓度的监测。
基于免疫反应的电化学生物传感器则是通过对特异的免疫反应进行选择性识别,实现对目标分子的检测。
例如,生物传感器可以利用抗体与抗原之间的互作用进行选择性识别,实现对病原体、癌细胞等的检测。
电化学生物传感器技术的发展历程电化学生物传感技术最早可以追溯到20世纪50年代的葡萄糖生物传感器。
随着时间的推移,电化学生物传感器技术不断得到改进和发展,进一步扩展了其应用范围。
目前,电化学生物传感器已经应用于多种领域,例如医学、食品安全、环境监测等。
最近几年,电化学生物传感器领域出现了一些新的进展,具体包括以下几方面:1. 纳米材料的应用纳米材料具有良好的化学稳定性、特异性、生物相容性等特点,对电化学生物传感器技术的发展有着很大的促进作用。
化学传感器的原理与发展
![化学传感器的原理与发展](https://img.taocdn.com/s3/m/29eb2bfb9fc3d5bbfd0a79563c1ec5da51e2d67d.png)
化学传感器的原理与发展化学传感器作为一种重要的检测和监测工具,在现代科学和工程领域起着至关重要的作用。
本文将介绍化学传感器的原理和发展,以及其在不同领域中的应用。
一、化学传感器的原理化学传感器是一种能够将化学变量转化为可观测的信号输出的装置。
其原理基于感受物质与被检测化学物质之间发生的相互作用。
常用的化学传感器原理包括光学传感、电化学传感和生物传感。
(一)光学传感原理光学传感器利用感受物质的荧光、吸收等光物理性质变化来检测被检测物质。
例如,荧光探针可以通过受体与配体之间的结合来实现对特定物质的检测。
另外,光纤传感器也是一种常见的光学传感器形式,它通过光的传播和反射的改变来检测被测量的物质。
(二)电化学传感原理电化学传感器基于感受物质与被检测物质之间的电化学反应来实现检测。
常见的电化学传感器包括离子选择电极、氧传感器等。
离子选择电极通过选择性地响应特定离子的浓度变化来检测被测物质。
氧传感器则利用电化学氧化还原反应来测量氧气浓度。
(三)生物传感原理生物传感器通过利用生物体内的特定酶、抗体或DNA序列等生物分子与目标分子之间的特异性相互作用来实现检测。
常见的生物传感器包括酶传感器、免疫传感器等。
酶传感器通过酶与底物之间的反应来检测目标分子,而免疫传感器则利用抗体与抗原之间的特异性结合来实现检测。
二、化学传感器的发展历程化学传感器的发展经历了多个阶段,不断取得了突破和进展。
(一)早期传感器的发展早期的化学传感器多基于单个特定物质的检测,例如pH、溶解氧、离子浓度等。
这些传感器主要利用了化学反应和物理现象来实现检测。
(二)多参数传感器的出现随着科学技术的发展,多参数传感器开始出现。
这些传感器能够同时检测多个参数,如温度、湿度、气体浓度等。
多参数传感器的出现,大大拓展了传感器的应用领域。
(三)纳米技术在传感器中的应用近年来,纳米技术的快速发展为传感器的制备提供了新的途径。
纳米材料的引入,使得传感器具有更高的灵敏度和选择性。
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尽管日后这一开创性的电化学测试原理被广泛使用在公司血糖仪的开发和生产实践中,但遗憾的是当时并未被直接应用于家用血糖仪测试系统的商业化开发。
Medisense公司推出的ExacTech,该系统采用二茂铁及其衍生物作为氧化复原导电介质,通过丝网印刷导电碳墨在PVC塑料基片上,制成外观尺寸如同pH试纸大小的血糖试纸,可以大规模制作生产。
3血糖测试电化学试纸的产业化开发
3.1现行血糖试纸的总体设计考虑
(1)试纸基片的材料选择
120°C,比拟适合导电油墨印刷完之后的高温固化。
为了便于用户使用和操作,基片材料的厚度可控制在0.35〜0.5mm,试纸的实际长宽尺寸一般控制在6mmX30mm左右。
(2)试纸电极的工作电极和参比电极的油墨
(3)试纸吸血槽的设计
t=3卩l2/(ocos©)h①
式中,t——样品吸入所需时间;
卩——血液黏度;
l――吸血槽长度;
0溶液外表张力;
e――吸血膜湿润角度;
h——吸血槽高度。
式①说明,试纸端口吸血槽吸血时间长短同吸血槽长度的平方正相关,同吸血槽的高度和吸血膜的湿润角度呈负相关,因此通过精心设计吸血槽可以控制和影响血糖测试系统的反响时间和测试精度。
(4)血糖试纸上的试剂配合
血糖试纸作为一种“干试剂〞试纸,对试纸上的试剂配合有严格要求。
这种含生物酶的试剂可以混合在印制工作电极的碳墨中直接印刷在塑料片外表,也可以另行配制成水性油墨单独印刷在工作电极碳外表。
使用喷涂设备生产试纸的还应将试剂配成适当浓度的水性溶液涂布在工作电极上。
任何一种试剂配合都少不了以下几个主要成分:氧化复原酶如葡萄糖氧化酶、葡萄糖-NAD-脱氢酶、葡萄糖-PQQ-脱氢酶和葡萄糖-FAD-脱氢酶等,各种导电介质如苯醌、铁氰化钾、二茂铁、钉化合物、锇化合物等。
试剂配合中还需要黏合剂,如羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、外表活性剂以及酶和导电剂的稳定剂等。
表l列出目前国内外比拟常用的试纸制作根本原料。
表1血糖试纸制作的根本化学试剂配合
3.2血糖试纸的标定
批内批间的重复性变异系数(CV),血细胞压积比(HCT)以及血液中电化学活性物质对测试系统的干扰等进行分析和评估。
(1)血糖试纸线性测定范围的校准
图10采用YSI-2300Plus与待定血糖试纸进行对照测定并进行
相关分析的图谱
mmol
(3)血细胞压积对血糖测试的影响
血细胞压积〔HCT〕对电化学试纸测定的影响已经受到许多大厂
家的重视,一般血糖试纸的HCT耐受力在35〜55%之问,也就是在
这个范围内血糖测试的结果不受干扰。
但是很多I型糖尿病患者往往
HCT高于这个范围,通常会造成血糖测试假性偏低,而很多婴幼儿的
HCT又低于这个范围而照成血糖测试值的假性升高。
这两种现象都有可能会误导随后采取的用药措施而造成对病人的伤害。
目前国外的大厂家已经开始采取有效的措施在生产的试纸上采
取HCT补偿措施,扩大HCT的耐受范围,比方已经有HCT可测试范围在0〜70%的血糖试纸问世。
(4)血液电化学干扰物对血糖测试的影响
对乙酰氨基酚20
3 50 13 10 4血糖测试仪器的开发和生产
国内血糖仪器的开发生产起始于上世纪90年代。
当时的产品外型粗糙、功能单一、生产本钱高、产量低。
随着近年来微电子行业的快速开展,单芯片计算机的选择和使用已能完全满足诸如血糖测试和储存这样的根本功能。
功能、界面友好以适合于不同层次糖尿病人使用,对于血糖测试仪的设计要求是很高的。
血糖测试的原理是依据血糖仪在插入仪器的血糖试纸电极两端
施加一定的恒定电压如300mV ,当被测血样吸入电极工作区后,试纸 电极外表工作区内的葡萄糖氧化酶与血样中的葡萄糖发生氧化复原 反响。
经过快速的生化反响〔约5s 〕后,酶电极试纸产生的响应电流在0.1〜10uA 之间,与被测血样中葡萄糖浓度呈线性关系,在单片机的控制下检测血样响应电流的大小,从而计算得出准确的血糖浓度值并在仪器液晶屏上显示最终结果。
冻干技术原理与工艺简介
冻干是从冻结的物料产品中去除水分的过程,冻干分为真空冷冻
水扬酸
四环素
多巴胺
麻黄硷
布洛芬40 左旋多巴5 甲基多巴2.5 抗坏血酸维生素C 甲糖宁—甲磺吖庚脲—胆红素—胆固醇—肌氨酸酐 甘油三酸酯尿酸盐 L00 LOO 20~ 500 30 3000 20-
对乙酰氨基酚203
50
13
10
枯燥和常压冷冻枯燥二种,由于一些条件限制目前采用的是真空冷冻
枯燥。
冻干目的是保存产品的完整的生物和化学结构及其活性。
象其它许多的技术步骤,一种冻干的类型被称做升华,是自然发生的。
升华指的是溶剂,比方水,象干冰一样,直接从固态变为气态的过程。
传统的枯燥会引起材料皱缩,破坏细胞。
这种情况将不会发生在冻干里,因为固体构成被在其位置上的坚冰支承着。
在冰升华时,它会留下孔隙在枯燥的剩余物质里。
冻干过程分为冷冻、升华、解析枯燥三个阶段,每一个阶段都有相应的要求,不同的物料其要求各不相同,各阶段工艺设计及控制手段的差异直接关系冻干产品的质量和冻干设备的性能。
一、冷冻阶段
冷冻枯燥首先要把原料进行冻结,使原料中的水变成冰,为下阶段的升华做好准备。
冻结温度的上下及冻结速度是控制目的,温度要到达物料的冻结点以下,不同的物料其冻接点各不相同。
冻结速度的快慢直接关系到物料中冰晶颗粒的大小,冰晶颗粒的大小对固态物料的结构及升华速率有直接关联。
一般情况下,要求1--3小时完成物料的冻结,进入升华阶段。
二、升华阶段
升华枯燥是冷冻枯燥的主要过程,其目的是将物料中的冰全部汽化移走,整个过程中不允许冰出现溶化,否那么便告冻干失败。
升华的二个根本条件:一是保证冰不溶化;二是冰周围的水蒸汽必须低于610帕〔正确的说法应是低于物料冻结点的饱和蒸汽压〕。
升华枯燥一方面要不断移走水蒸气,使水蒸汽压低于要求的饱和蒸汽压,另一方
面为加快枯燥速度,要连续不断地提供维持升华所需的热量,这便需要对水蒸气压和供热温度进行最优化控制,以保证升华枯燥能快速低能耗完成。
三、解析枯燥
物料中所有的冰晶升华枯燥后,物料内留下许多空穴,但物料的基质内还留有剩余的未冻结水分〔它们以结合水和玻璃态形式存在〕。
解析枯燥就是要把剩余的未冻结水分除去,最终得到枯燥物料
生物芯片技术简介
一、概述:
微功能单元,实现信息的获取、贮存、处理和传输等功能。
用以研制仿生信息处理系统和生物计算机。
产生了"分子电子学"同时取得了一些重要进展:如分子开关、分子贮存器、分子导线和分子神经元等分子器件,更引起科学界关注的是建立了基于DNA或蛋白质等分子计算的实验室模型。
进入90年代,另一类"生物芯片"引起了人们的关注,通过机器人自动打印或光引导化学合成技术在硅片、玻璃、凝胶或尼龙膜上制造的生物分子微阵列。
实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞或其它生物组分准确、快速、大信息量的筛选或检测。
二、分类
根据分子间特异性相互作用的原理,将生命科学领域中不连续的
分析过程集成了芯片外表,构建微流体(Microfluidics)生物化学分析系统。
按照芯片上固定的生物分子的不同,可以将生物芯片划分为:基因芯片、DAN芯片、蛋白质芯片及芯片实验室(Lab-on-chip)。
从其功能不同的角度,又可分为:测序芯片、表达芯片和比拟基因组杂交(CGH)芯片。
三、制备
1.载体材料的要求:作为载体必须是固体片状或者膜、外表带有活性基因,以便于连接并有效固定各种生物分子。
2.载体种类:玻璃片、PVDF膜、聚丙烯酰氨凝胶、聚苯乙烯微珠、磁性微珠。
①原位合成:适用于寡核苷酸,通过光引导蚀刻技术。
已有P53、P450,BRCAI/BRCA2等基因突变的基因芯片。
②预合成后点样:是将提取或合成好的多肽、蛋白、寡核苷酸、cDNA、基因组DAN等通过特定的高速点样机器人直接点在芯片上。
由于该技术相对简易低廉,被国内外广泛使用,目前市场上销售的芯片大多采用这一技术制作的。
lcm2只有400点。
但目前把喷印点直径大小由150~100um降到30~25um已成为可能,可将哺乳动物整个基因组DNA点阵于一张芯片上成为可能。
4.生物样品的制备:别离纯化、圹增、获取其中的蛋白质或DNA、
RNA并用荧光标记,才能与芯片进行反响。
用DNA芯片做表达谱研究时,通常是将样品先抽提mRNA,然后反转录成cDNA。
同时掺入带荧光标记的dCTP或dUTP。
四、检测设备:
杂交反响是荧光标记的样品与芯片上固定的探针间进行特异性选择反响的过程。
芯片杂交属于固一
早期使用的同位素标记法,需经过暴光、显影,再用特殊的扫描仪扫读。
目前最常见最成功的标记法是荧光标记,杂交反响后各个反响点上的荧光位置。
荧光强弱经过芯片扫描仪和相关软件
1.质谱分析技术:应用于蛋白质芯片结果的分析,不仅能检测到和芯片上蛋白质发生相互作用的靶蛋白,并且能同时测算出靶蛋白的分子量甚至结构。
D检测:应用于基因芯片和DNA芯片。
分辨率低,一般30~50um
o
3.激光扫描共。