葡萄糖生物传感器检测方法的研究进展
生物传感器的研究现状及应用
生物传感器的研究现状及应用 生物传感器？这个熟悉但又概念模糊的名词最近不断出现在媒体报道上，生物传感器相关的研究项目陆续获得巨额的研究资助，显示出越来越受重视的前景。要掌握生命科学研究的前研信息，争取好的研究课题和资金，你怎能不了解生物传感器？ 让我们来看看生物通最近的一些报道： 英国纽卡斯尔大学科学家研发了可用于检测肿瘤蛋白以及耐药性MASA细菌的微型生物传感器。该系统利用一个回旋装置来检测，类似导航系统和气袋的原理。振荡晶片的大小类似于一颗尘埃尺寸，有望可使医生诊断和监测常见类型的肿瘤，获得最佳治疗方案。该装置可以鉴定肿瘤标志物－蛋白以及其它肿瘤细胞产生的丰度不同的生物分子。该小组下一步目标是把检测系统做成一个手持式系统，更加快速方便地检测组织样品。欧共体已经拨款1200万欧元资金给该小组，以使该技术进一步完善。 苏格兰IntermediaryTechnologyInstitutes计划投资1亿2千万英镑发展“生物传感器平台（BiosensorPlatform）”——一种治疗诊断技术。作为将诊断和治疗疾病结合在一起的新兴疗法，能够在诊断的同时，提出适合不同病人的治疗方案，可以降低疾病诊断和医学临床的费用与复杂性，同时具备提供疾病发展和药品疗效成果的能力。目前该技术已被使用在某些乳癌的治疗上，只需在事前做些特殊的测试，即可根据结果决定适合的疗程。这个技术更被医学界视为未来疾病疗程的主流。 来自加州大学洛杉矶分校的研究者使用GeneFluidics开发的新型生物传感器来鉴定引起感染的特定革兰氏阴性菌，该结果表明利用微型电化学传感器芯片已经可以用于人临床样本的细菌检查。GeneFluidics'16-sensor上的芯片包被了UCLA设计的特异的遗传探针。临床样本直接加到芯片上，然后其电化学信号被多通道阅读器获取。根据传感器上信号的变化来判断尿路感染的细菌种类。从样品收集到结果仅需45分钟。比传统方法（需要2天时间）
食物中葡萄糖的测定
食物中葡萄糖的测定 葡萄糖氧化酶法 1.原理 葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下产生葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化物酶的作用下使邻联甲苯胺生成蓝色物质，此有色物质在625nm 波长下与葡萄糖浓度成正比。通过测定蓝色物质的吸光度可计算样品中葡萄糖的含量。 2.适用范围 适用于谷类、乳类、饮料、酒类等食物样品和血液样品。检出量为0.02 mg。 3.仪器 722分光光度计。 4.试剂： 除特殊说明外，实验用水为蒸馏水，试剂为分析纯。 （1）乙醇。 （2） 40% 三氯乙酸：称取40g 三氯乙酸，用水溶解并稀释至100ml。 （3） 2 mol/L NaOH 溶液：称取8g NaOH，用水溶解并稀释至100ml。 （4） 1 % 邻联甲苯胺溶液：称取0.1 g 邻联甲苯胺溶解于10 ml无水乙醇中，倒入棕色瓶中，4 ℃冰箱保存。 （5）乙酸缓冲液（pH 5.0）：称取14.28 g 乙酸钠（CH3COONa?3H2O）溶于水中，加入2.7 ml 冰乙酸，并调节pH 5.0，用水定容至1 L。 （6）葡萄糖氧化酶溶液：称取一定量的葡萄糖氧化酶（Sigma 公司）用水溶解，使酶含量为100 U/ml。4 ℃冰箱保存一周。 （7）过氧化物酶溶液： 0.010 g 辣根过氧化物酶溶于10 ml 水中，4 ℃冰箱保存一周。（8）酶溶液：取100 ml 乙酸缓冲液，分别加入邻联甲苯胺溶液、葡萄糖氧化酶溶液、过氧化物酶溶液各1 ml，混匀。4℃冰箱可保存七周。 （9）酶空白液：取100 ml 乙酸缓冲液，分别加入邻联甲苯胺溶液、过氧化物酶溶液各1 ml，混匀。4℃冰箱保存一周。（注意酶空白液中不含葡萄糖氧化酶） （10）葡萄糖标准液：将葡萄糖标准品（纯度大于99%）于80 ℃干燥至恒量。精确称取0.050 g，用水移入100 ml 容量瓶中，定容至刻度线。相当于浓度为0.5 mg/ml。 5.操作步骤： 5.1样品处理： （1）固体样品：称取0.5～5g已粉碎的样品于锥形瓶中，加入50ml水后沸水浴15min。冷
新型葡萄糖生物传感器的构筑、机理及应用研究
新型葡萄糖生物传感器的构筑、机理及应用研究 【摘要】：葡萄糖是动植物体内碳水化合物的主要组成部分,葡萄糖的定量测定在临床化学、生物化学和食品分析中都占有很重要的地位,葡萄糖的分析与检测方法一直是研究的热点之一。随着人们生活水平的提高和老年人口的增加,糖尿病发病率呈上升趋势,已成为仅次于心血管病和癌症的第三大危险疾病,其诊断和治疗已成为了医学界面临的重大课题。因此,快速、准确、方便地检测血糖含量,从而有效地对糖尿病进行监测和治疗变得越来越重要。之前,人们已经为葡萄糖的检测做出了很多重要的研究。在已有检测方法中,生物传感器由于具有灵敏度高、重现性好、操作简便等优点,在各种检测方法中扮演着重要的角色。它的工作原理是基于对固定在特定载体上的葡萄糖氧化酶(GOx)催化氧化葡萄糖时产生的过氧化氢电流的检测。因此,葡萄糖氧化酶的固定化是传感器制备过程中最关键的步骤之一纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于1-100纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,并由此产生出许多特殊性质。由于纳米材料特有的光、电、磁、催化等性能,引起了凝聚态物理界、化学界及材料科学界的科学工作者的极大关注。因此,纳米材料在太阳能电池、催化、电子信息技术及传感器材料等方面有着深入的研究和广阔的应用前景,其中传感器是纳米材料可能利用的最有前途的领域之一。纳米材料奇异的特性,使得
生物传感器的灵敏度、检测限和响应范围等性能指标得到了很大的提升。纳米材料为生物传感器的发展带来了新的契机,创造了更为广阔的空间。本论文通过链接反应(ClickReaction)、聚酰胺胺(PAMAM)和聚多巴胺膜对葡萄糖氧化酶进行固定化,并利用水热法合成了树叶状CuO纳米材料、ZnO/Au复合纳米材料和纳米WO3,并将其应用于葡萄糖生物传感器的研究与应用。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射光谱、电子衍射光谱和紫外可见分光光度法对合成的纳米材料形貌和组成进行表征,利用循环伏安法、交流阻抗、安培检测法等对葡萄糖的含量进行了检测和分析。在本论文中,葡萄糖生物传感器的稳定性,酶的活性都得到了很大提高,对葡萄糖的检测也实现了高灵敏度和低检测限。基于酶与电极间直接电子传递的电流型生物传感器能够简单直接地获取信号,本论文对GOx与纳米材料间的直接电子传递行为进行了考察,探讨了纳米材料对GOx直接电子传递行为的影响,并对葡萄糖氧化酶/纳米WO3修饰的玻碳电极(GCE/WO3/GOx/Nafion)检测葡萄糖的机理进行了讨论。在此研究的基础上研制和开发了无创血糖仪。本论文共分为八章：第一章绪论本章内容主要包括葡萄糖检测技术的现状、葡萄糖生物传感器的发展、酶固定化技术的研究、纳米材料的制备及其在葡萄糖生物传感器的应用与发展。文中简单介绍了葡萄糖检测方法的研究与进展；葡萄糖生物传感器的分类和发展；酶固定化技术的最新研究成果,重点描述酶固定化可以解决的一些问题；纳米材料的分类、性能和制备,着重阐述了纳米材料的水热合成及其应用。第二章基于链接反应固定的葡萄
葡萄糖含量测定——碘量法
实验十三 葡萄糖含量的测定——碘量法 一、实验目的 1、 学会间接碘量法测定葡萄糖含量的方法原理，进一步掌握返滴定法技能。 2、 进一步熟悉酸滴定管的操作，掌握有色溶液滴定时体积的正确读法。 二、实验原理 I 2与NaOH 作用可生成次碘酸钠(NaIO)，次碘酸钠可将葡萄糖(C 6H 12O 6)分子中的醛基定量地氧化为羧基。未与葡萄糖作用的次碘酸钠在碱性溶液中歧化生成NaI 和NaIO 3，当酸化时NaIO 3又恢复成I 2析出，用Na 2S 2O 3标准溶液滴定析出的I 2，从而可计算出葡萄糖的含量。涉及到的反应如下： 1、I 2与NaOH 作用： I 2+2NaOH=NaIO+NaI+H 2O 2、C 6H 12O 6和NaIO 定量作用： C 6H 12O 6+ NaIO=C 6H 12O 7+NaI 3、总反应式： I 2+C 6H 12O 6+2NaOH=C 6H 12O 7+2NaI+H 2O 4、C 6H 12O 6作用完后，过量的NaIO 发生歧化反应： 3NaIO=NaIO 3+2NaI 5、在酸性条件下NaIO 3和NaI 作用： NaIO 3+5NaI+6HCl=3I 2+6NaCl+3H 2O 6、析出过量的碘用Na 2S 2O 3标准溶液滴定： I 2+2Na 2S 2O 3=Na 2S 4O 6+2NaI 实验还涉及到Na 2S 2O 3和 I 2溶液的标定 1、Na 2S 2O 3的标定 Cr 2O 72-+6I -+14H +=2Cr 3++3I 2+7H 2O I 2+2S 2O 32-=S 4O 62-+2I - Cr 2O 72-~3I 2~6S 2O 32- 32232272232200.256)(6O S Na O S Na O Cr K O S Na V c V cV c ??=?= 2、碘的标定 I 2+2S 2O 32-=S 4O 62-+2I - V V c 322322O S Na O S Na c 2/1= 3、葡萄糖注射液中葡萄糖的含量 计算式：%100506126?=L g O H C W 标示量葡萄糖含量 三、实验仪器及材料 1、 仪器 称量瓶、电子台秤、分析天平、容量瓶（250ml ）、移液管（25ml ）、量筒（10ml ）、锥形瓶（25ml ，3个）、酸式滴定管（50ml ）、烧杯（50ml ）、玻璃棒、碘量瓶 2、 药品 K 2Cr 2O 7（S ）、盐酸（6mol/L ）、KI 溶液（100g/L)、淀粉（5g/L)、Na 2S 2O 3溶液（0.1mol/L ）、I 2溶液（0.05mol/L ）、NaOH 溶液（1mol/L ）、葡萄糖注射液（5%） 四、 实验步骤 1、 0.1mol/L Na 2S 2O 3标准溶液的标定 ()()()()())(100000.25100021101612632232222-??????????-?L g O H C M O S Na v O S Na c I v I c 葡萄糖含量＝
葡萄糖酸钠检测方法
吴江市汇通化工有限公司https://www.360docs.net/doc/6415712295.html,/company.asp 葡萄糖酸钠检测方法 1.1 非水滴定 1.1.1 溶液的配制 高氯酸标准溶液（0.1mol）：喹哪啶红指示液：取喹哪啶红0.1g，加甲醇100mL使溶解，即得。变色范围ph1.4~3.2（无色~红）。 1.1.2 标准曲线的绘制： 准确称取1.940 0 g 于105 ℃下烘至恒重的葡萄糖酸钠，用冰醋酸微热溶解，冷却，用冰醋酸定容至500 mL。分别取5，10，20，30，40，50 mL 葡萄糖酸钠的冰醋酸溶液，用冰醋酸定容至50 mL，用电位滴定仪以0.10 mol/L HClO4 标准溶液为滴定剂滴定葡萄糖酸钠冰醋酸溶液，记录消耗的高氯酸溶液的毫升数，绘制标准曲线。也可以用喹哪啶红指示剂，终点红色消失。 1.1.3 样品的测定 准确称取2.0g于105 ℃下烘至恒重的样品葡萄糖酸钠，用冰醋酸微热溶解，冷却，用冰醋酸定容至100mL。取10mL葡萄糖酸钠的冰醋酸溶液，用冰醋酸定容至50 mL，用电位滴定仪以0.10 mol/L HClO4 标准溶液为滴定，记录消耗的高氯酸溶液的体积。 也可以：准确称取0.15g 葡萄糖酸钠于250m l 三角瓶中加入75m l冰醋酸，加热，使之溶解。冷却，加入喹哪啶红指示剂，用0. 1 mol的高氯酸标准溶液滴至无色为终点。每毫升0. 1mol 高氯酸标液相当于21. 81 mg 葡萄糖酸钠。该法快速准确，不足之处是以冰醋酸为溶剂，冬天易结晶，给分析操作带来一定不便。 吴江市汇通化工有限公司https://www.360docs.net/doc/6415712295.html,/company.asp
实验一葡萄糖含量测定
实验一、果蔬样品中葡萄糖含量的测定（碘量法） 一、目的要求 1、复习碘量法的原理及操作。 2、掌握还原糖的测定方法。 3、学习样品的前处理方法。 二、原理 果蔬中的葡萄糖可用水提取，除去干扰物质后，其中的葡萄糖可用碘量法测定。 碘与NaOH 作用能生成NaIO （次碘酸钠），而C 6H 12O 6（葡萄糖）能定量地被NaIO 氧化。在酸性条件下，未与C 6H 12O 6作用的NaIO 可转变成I 2析出，析出的I 2可用Na 2S 2O 3标准溶液滴定。反应示意如下： 46应用2: 碘量法测定葡萄糖含量 (返滴定法) 基本单元：1/2(葡萄糖） 三、试剂 I 2标准溶液（0.05 mol ·L -1） Na 2S 2O 3标准溶液(0.1 mol ·L -1) NaOH 溶液（2 mol ·L -1）； HCl 溶液（6 mol ·L -1）；淀粉指示剂(w 为0.01)。 四、实验步骤 1、样品准备 水果样品去皮、去核后搅碎、匀浆；称量适量的匀浆于250 mL 容量瓶中定容。于40~50 ℃ 的水浴中提取30 min 后用干滤纸抽滤，弃去前面的少量滤液，保留后面的滤液。 2、葡萄糖含量的测定 用移液管吸取25 mL 滤液置于碘量瓶中，准确加入25 mL I 2 标准溶液。一边摇动，一边慢慢滴加2 mol /L NaOH 溶液，直至溶液呈淡黄色（加碱速度不能过快，否则过量NaIO 来不及氧化C 6H 12O 6而歧化为不与葡萄糖反应的NaIO 3和NaI ，使测定结果偏低）。将碘量瓶加塞于暗处放置10~15 min 后，加2 mL 6 mol ·L -1 HCl 溶液酸化，立即用Na 2S 2O 3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1 mL 淀粉指示剂，继续滴定到蓝色消失。记录读数。再重复测定二次。计算样品中葡萄糖的质量分数。
葡萄糖传感器
基于ZnO/Nafion有机-无机复合膜固定双酶的葡萄糖传 感器研究 基于酶促反应的的葡萄糖传感器其最基本的原理是：利用固定化葡萄糖氧化酶膜作识别器件，将感受的葡萄糖量转换成可用输出信号。葡萄糖传感器基本由酶膜和Clark氧电极或过氧化氢电极组成。在葡萄糖氧化酶的催化作用下,葡萄糖发生氧化反应消耗氧气，生成葡萄糖酸内酯和过氧化氢。葡萄糖氧化酶被半透膜通过物理吸附的方法固定在靠近铂电极的表面，其活性依赖于其周围的氧浓度。葡萄糖与葡萄糖氧化酶反应，生成两个电子和两个质子。被氧及电子质子包围的还原态葡萄糖氧化酶经过反应后，生成过氧化氢及氧化态葡萄糖氧化酶，葡萄糖氧化酶回到最初的状态并可与更多的葡萄糖反应。葡萄糖浓度越高，消耗的氧越多，生成的过氧化氢越多。葡萄糖浓度越少，则相反。因此，氧的消耗及过氧化氢的生成都可以被铂电极所检测，并可以作为测量葡萄糖测定的方法。 但是作为检测物的过氧化氢的氧化需要在较高的电位下进行，而高电位条件下的许多电活性物质都会被氧化而干扰，影响传感器的选择性。为了解决这个问题，就需要降低传感器的操作电位。有两种办法可以解决这个问题：1、制备介体酶传感器，2、用过氧化物酶和氧化酶结合制成双电极。
HRP制成的过氧化物酶电极在测定过氧化氢时具有较高的灵敏度和选择性，并且操作电位通常比较低，在这样的电位下可以避免一些电活性物质的干扰。 另外纳米颗粒固定化酶在解决这一问题上也比较有效。纳米粒子具有特殊的壳层结构。这种结构使纳米颗粒具有特殊的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应以及由此产生的许多光学和电学性质。纳米粒子具有高比表面积、高活性、强吸附力及高催化效率等优异特性，可增加酶的吸附量和稳定性，同时还能提高酶的催化活性，使酶的电极响应灵敏度得到提高。 将纳米材料掺杂到传感器敏感膜内，可以提供生物材料适应的微环境，达到维持生物组分活性和改进生物传感器性能的目的。例如将ZnO分散在Nafion中构成的葡萄糖电极就利用了ZnO的比表面积大、表面反应活性高、表面活性中心多、吸附能力强等性能和Nafion的成膜、抗干扰能力，制成了响应快速、灵敏度高的葡萄糖传感器。由于同时固定了过氧化物酶和葡萄糖氧化酶，该传感器能够实现在较低电位下检测葡萄糖，提高选择性。 固定双酶的葡萄糖传感器的研究方向主要是：1、寻找 更便宜的用于生物传感器的纳米粒子。比如一开始的Au 、Ag 或者它们的复合粒子以及碳纳米管等。它们虽然可提高 灵敏度, 但价格昂贵, 不适合将来大规模工业化生产的目标。
基于核酸适配体的新型荧光纳米生物传感器用于凝血酶的测定_徒永华
Vo.l27高等学校化学学报No.12 2006年12月 CHEM I CAL J OUR NAL OF CH I NESE UN I VERSITIES 2266～2270 基于核酸适配体的新型荧光纳米生物 传感器用于凝血酶的测定 徒永华1,程圭芳1,林 莉1,郑 静1,吴自荣2,何品刚1,方禹之1 (1.华东师范大学化学系,2.生命科学学院,上海200062) 摘要 利用凝血酶的两条核酸适配体与凝血酶的高亲和力构建了三明治结构,利用磁性纳米颗粒的磁性分离技术,设计并制作了一种新型的荧光纳米生物传感器,用其检测凝血酶.此法对凝血酶的响应线性范围为 2.24×10-11～4.03×10-9mo l/L,其线性方程为I=0.9758×1011c-2.628,检出限为1.0×10-11m o l/L,对 浓度为2.68×10-10m ol/L的凝血酶检测10次,其RSD为2.56%,测得的荧光信号稳定,24h后测定并无衰减,具有很高的检测特异性和灵敏度. 关键词 核酸适配体;凝血酶;磁性纳米颗粒;荧光 中图分类号 O652 文献标识码 A 文章编号 0251-0790(2006)12-2266-04 肿瘤组织对周围组织的侵袭、转移的形成以及肿瘤组织和肿瘤患者血液本身的变化均可导致病人凝血机制的改变,产生不同程度的出血倾向.凝血酶是一种重要的生理蛋白酶,在血液凝固、炎症和创伤愈合等生理及病理过程中发挥重要作用,因此检测凝血酶在医学上具有重要意义.凝血酶(Thro m bin)的浓度及活性是衡量凝血机制的重要指标,对揭示肿瘤的发生机制,或作为早期诊断、分子分型、疗效及预后判断具有重大意义[1]. 传统上直接测定凝血酶的方法主要有发色底物法[2]和荧光法[3].发色底物法利用凝血酶切断其与发色肽的作用点精氨酰与对硝基苯胺相连的肽键,使对硝基苯胺游离出来.当对硝基苯胺与肽链相连时,其溶液为无色液体,当它游离存在时,显浅黄色,溶液在405～410n m波长处对光有最大吸收,据此可进行定量测定[4].该法简单易行,但灵敏度不高,不宜进行微量分析.荧光法是将荧光底物与凝血酶结合,通过测定荧光强度可以得出凝血酶的含量.单纯使用荧光法需要用荧光底物标记凝血酶,操作步骤繁琐,荧光背景不易降低,灵敏度低. 核酸适配体(Apta m er)是通过SELEX技术[5]筛选出来的,可以特异性结合目标分子如蛋白质、氨基酸、有机小分子及一些无机离子的核酸序列片断.核酸适配体和蛋白质等目标分子的结合与抗体和抗原结合相类似[6],具有很强的专一性和选择性[7～10]. 由于不是所有的蛋白都能找到与之一一对应的抗原或抗体,而标记蛋白往往会造成蛋白的活性降低甚至失活,传统的免疫蛋白分析不能适应发展需要.而由人工合成的核酸适配体不依赖于动物或细胞,容易获得,可方便地在适配体的特定位置用荧光、酶或生物素分子等功能团加以标记.相对抗原或抗体来说,适配体的稳定性和耐受变性好,且其变性是可逆的,并可长期贮存和在常温下运输[11]. 近年来,核酸适配体作为一种分子识别元件,越来越受到关注[12,13].目前,应用核酸适配体荧光检测蛋白主要是基于适配体与目标蛋白作用后产生的荧光偏振度[14～16]或荧光强度[17～21]的改变来检测蛋白.核酸适配体荧光检测凝血酶也主要采用这两种方式.由于适配体与核酸作用结合后其分子量发生变化,从而引起偏振角度变化,用其检测蛋白,其信号变化范围较小,线性范围较窄,并且荧光偏振对非均相溶液的测定存在一定的局限性.也有人设计分子信标[17～19]或分子开关[16,20,21]与核酸适配体 收稿日期:2005-11-25. 基金项目:国家自然科学基金(批准号:20675031)资助. 联系人简介:方禹之(1931年出生),男,教授,博士生导师,主要从事化学传感器、生物传感器、电化学及光谱电化学等方面的研究.E-m ail:yzfang@che https://www.360docs.net/doc/6415712295.html,
硫酸软骨素含量测定方法研究进展
硫酸软骨素含量测定方法的研究进展 摘要：综述了硫酸软骨素含量测定方法的研究进展。含量测定方法包括比色法、色谱法、电泳法、原子吸收法、比浊法、配位滴定法及免疫法等。硫酸软骨素的测定方法按其测定指标主要分为软骨素二糖、氨基己糖、葡萄糖醛酸、硫酸基和阴性基团5类。对各种含量测定方法的原理和特点进行了介绍。 关键词：硫酸软骨素高效液相色谱醋酸纤维素薄膜电泳法 硫酸软骨素(chondroitin sulfate，CS)系从动物软骨组织中提取、纯化所得的酸性黏多糖，具有降血脂、抗肿瘤、抗衰老、治疗关节炎、促进溃疡愈合、耳呜症及神经痛等多种作用，无明显的毒副作用。在临床具有广阔的应用前景。近年来，CS大量出口美国及欧洲，已成为出口量最大的生化医药产品之一。 CS的含量测定方法有许多种，每种含量测定方法均有其特点，但测定原理均是基于其组成的糖单位(D-葡糖醛酸和N-乙酰-D-氨基半乳糖)、硫酸基以及酸性黏多糖的大分子性质。在分子结构上，CS由D-葡萄糖醛酸和N-乙酞-D-氨基己糖以1, 3糖苷键连接形成重复二糖，二糖单位之间以1, 4糖苷键连接形成糖链，氨基己糖糖环的4位C或6位C可硫酸化，硫酸化后分别形成硫酸软骨素A(CS-A)和硫酸软骨素C(CS-C)。本文对CS的含量测定方法进行综述，以便对不同CS测定方法及特点有一较全面的了解。 1.测定硫酸软骨素的指标物质 根据CS的分子结构特点，研究出以CS某一化学成分为测定指标的多种方法，这些指标包括软骨素二糖、氨基己糖、葡萄糖醛酸、硫酸基、阴性基团等5类。 1.1 以葡萄糖醛酸为指标的测定方法 在酸性条件下降解CS，生成与其软骨素二糖单位摩尔数相等的葡萄糖醛酸，再加入咔唑、间苯三酚和4-氨基-3-肼基-5-巯基-1, 2, 4，-三唑(AHMT)等色原物质与葡萄糖醛酸显色，最后测定反应液特定波长处吸收值，以葡萄糖醛酸或CS标准品为对照制作标准曲线，转换为葡萄糖醛酸含量，根据葡萄糖醛酸与软骨素二糖之间的分子量之比换算成CS含量。 1.2 以硫酸基为指标的测定方法 CS 中硫酸基的测定方法主要有离子色谱法和间接原子吸收法等。这两种方法首先以强酸降解CS生成游离硫酸基，前者以离子色谱检测经分离的反应液中的硫酸基与软骨素二糖的分子量之比计算CS含量；后者以已知过量的钡离子与降解CS产生的游离硫酸基反应，再通过原子吸收光谱法测定过量的钡离子，换算出CS样品中硫酸基含量，然后计算CS含量。 1.3 以氨基己糖为指标的测定方法 测定氨基己糖的经典方法是Elson-Morgan法，该方法以盐酸氨基己糖作对照品，利用盐酸水解CS释放出氨基己糖，而氨基己糖在碱性条件下先与乙酞丙酮缩合，其产物与对二甲氨基苯甲醛的醇溶液结合后显红色，于特定波长处测定吸光值，计算样品中氨基己糖含量，再根据氨基己糖与软骨素二糖单位之间的分子量之比换算成CS含量。 1.4 以软骨素二糖为指标的测定方法 在超声波作用下或在软骨素酶作用下使CS降解成软骨素二糖单位，记录软骨素二糖溶液经过色谱柱的洗脱曲线，将样品的出峰时间和峰面积(或峰高)与标准品比较，以此确定其含量(软骨素二糖是CS的基本组成单位，理论上其含量与
葡萄糖生物传感器的进展过程及研究成果[文献综述]
文献综述 葡萄糖生物传感器的进展过程及研究成果 摘要：总结了葡萄糖生物传感器研究的发展过程；阐述了第一代经典葡萄糖酶电极、第二代传递介体传感器及第三代直接传感器的原理和特性，并介绍了其它类型的葡萄糖传感器技术及产品，部分产品在医学上的应用。最后，总结和展望了葡萄糖生物传感器研究及应用的发展趋势。 关键词：葡萄糖；生物传感器；医学领域；进展 引言：葡萄糖传感器是生物传感器领域研究最多、商品化最早的生物传感器。葡萄糖生物传感器的发展基于两个方面的技术基础：第一，葡萄糖是动物和植物体内碳水化合物的主要组成部分，葡萄糖的定量测定在生物化学、临床化学和食品分析中都占有很重要的位置，其分析方法的研究一直引起人们的关注。特别是临床检验中对血糖分析技术的需求，促进了葡萄糖酶分析方法建立；第二，1954年，Clark建立了氧电极分析方法。1956年又对极谱式氧电极进行了重大改进，使使活体组织氧分压的无损测量成为可能，并首次提出了氧电极与酶的电化学反应理论。根据Clark电极理论，自20世纪60年代开始，各国科学家纷纷开始葡萄糖传感器的研究。经过近半个世纪的努力，葡萄糖传感器的研究和应用已有了很大的发展，在食品分析、发酵控制、临床检验等方面发挥着重要的作用[1]。 1 经典葡萄糖酶电极 1962年，Clark和Lyon发表了第一篇关于酶电极的论文[2]。1967年Updik和Hicks首次研制出以铂电极为基体的葡萄糖氧化酶（GOD）电极。用于定量检测血清中的葡萄糖含量[3]。这标志着第一代生物传感器的诞生。 该方法中葡萄糖氧化酶固定在透析膜和氧穿透膜中间，形成一个“三明治”的结构，
再将此结构附着在铂电极的表面。在施加一定电位的条件下，通过检测氧气的减少量来确定葡萄糖的含量。由于大气中氧气分压的变化，会导致溶液中溶解氧浓度的变化，从而影响测定的准确性[4]。 为了避免氧干扰，1970年，Clark对其设计的装置进行改进后，可以较准确地测定 H 2O 2 的产生量，从而间接测定葡萄糖的含量[5]。此后，许多研究者采用过氧化氢电极作 为基础电极，其优点是，葡萄糖浓度与产生的H 2O 2 有当量关系，不受血液中氧浓度变化 的影响。 早期的H 2O 2 电极属于开放型，即铂电极直接与样品溶液接触，干扰比较大。现在的 商品化都是隔膜型（Clark）型，即通过一层选择性气透膜（聚乙烯膜获tefion膜）将电极与外溶液隔开。这样在用于生物样品测定时，可以阻止抗坏血酸、谷胱甘肽、尿素等许多还原性物质的干扰。同时，葡萄糖氧化酶的固定化技术也逐步发展和完善，这些研究包括聚乙烯碳酸酯膜和多孔膜包埋法、重氮化法、牛血清蛋白（BSA）-多聚甲醛膜法、牛血清白蛋白-戊二醛交联法等。1972年，Guilbault在铂电极上覆盖一层掺有葡萄糖氧化酶的选择性膜，保存10个月后相应电极上响应的稳定电流只减少了0.1%，从而制得具有较高稳定性和测量准确性的葡萄糖生物传感器[6]。这一技术被美国Yellow Spring Instrument(YSI)公司采用，于1975年首次研制出全球第一个商业用途的葡萄糖传感器。 目前，葡萄糖酶电极测定仪已经有各种型号商品，并在许多国家普遍应用。我国第一台葡萄糖生物传感器于1986年研制成功，商品化产品主要有SBA葡萄糖生物传感器[7]。该传感器选用固定化葡萄糖氧化酶与过氧化氢电极构成酶电极葡萄糖生物传感分析仪，每次进样两25uL，进样后20s可测出样品中葡萄糖含量，在10～1000mg/L范围内具良好的线性关系，连续测定20次的变异系数小于2%。 2 介体葡萄糖酶电极 在葡萄糖氧化酶电极中引入化学介体（chemical mediator）取代O 2/H 2 O 2 ，作用是把 葡萄糖氧化酶氧化，使之再生后循环使用，而电子传递介体本身被还原，又在电极上被 氧化。利用电子传递介体后，既不涉及O 2，也不涉及H 2 O 2 ，而是利用具有较低氧化电位的 传递介体在电极上产生的氧化电流，在测定葡萄糖时，可以避免其他电活性物质的干扰，提高了测定的灵敏度和准确性。 Cass等[8]将ＧＯＤ固定在石墨电极（graphite electrode）上，以水不溶性二茂铁
基于石墨烯的光学生物传感器的研究进展_高原
DOI ：10．3724/SP．J．1096．2013．20747基于石墨烯的光学生物传感器的研究进展 高原 1李艳2苏星光*2（电子科学与工程学院集成光电子国家重点实验室1，吉林大学化学学院2，长春130012）摘要近年来，随着石墨烯研究热潮的兴起，将石墨烯用于生物及化学检测的工作也日益增多。本文着重介绍了基于石墨烯及氧化石墨烯（GO ）的光学生物传感器，特别是基于石墨烯的荧光共振能量转移（FRET ） 传感器以及比色法传感器的设计思想和传感特性。 关键词石墨烯；氧化石墨烯；生物传感器；荧光共振能量转移；评述 2012-07-17收稿；2012-09-30接受 本文系国家自然科学基金（Nos．2127506， 21075050）资助项目*E-mail ：suxg@jlu．edu．cn 1引言 石墨烯是一种由纯碳原子的六元环平面结构构成的二维材料 ［1］，是零维的富勒烯、一维的碳纳米管（CNTs ）以及三维石墨结构的构筑基元［2］。它具有非常大的理论比表面积、很高的杨氏模量［3］、超高的光学透过率、优良的导热性［4］和导电性，并能够通过电子转移实现荧光猝灭。目前，人们已将基于石 墨烯的材料广泛应用于诸多领域，如吸附剂 ［5］、催化剂［6］、药物载体［7］等。石墨烯具有的奇特性质，使 得其能够满足高灵敏性传感器设计的需求，并已用于构建光学［8］、电化学［9］及场效应传感器［10，11］、细胞标记［12］及实时监测［13］等。本文介绍了基于石墨烯材料的光学生物传感器的研究进展，重点评述了基于石墨烯基的荧光共振能量转移（FRET ）以及比色法传感器。 2基于石墨烯的荧光共振能量转移传感器 荧光共振能量转移（FRET ）是能量由供体荧光团经无辐射途径转移给受体荧光团，并引起供体荧 光猝灭和受体荧光增强的光学现象， 是测量活体及体外纳米尺度距离及变化的有效手段。近年来，人们致力于开发基于石墨烯材料的FRET 传感器， 将其用于生物及化学检测。FRET 传感器主要由3部分构成：供体、受体（猝灭剂）及供受体之间的桥联媒介。在基于石墨烯的FRET 传感器中，石墨烯及其衍生物既可以作为供体，又可作为受体。一方面，石墨烯由于其结构特点，能够同时猝灭发射波长或结构不同的多种荧光团的荧光，是一种通用的猝灭剂；另一方面，石墨烯及其衍生物经过一定的化学处理，可以产生荧光信号，可作为荧光供体。基于石墨烯的FRET 生物传感器依托于一些生物分子构建的桥联基， 用于调节供体荧光团和受体之间的距离，从而引起荧光的变化。其中，DNA 、蛋白质、多肽等生物分子均 可以作为桥联基。 2．1以石墨烯作为猝灭剂 在报道的基于石墨烯材料的FRET 传感器中，以石墨烯材料作为猝灭剂的居多。氧化石墨烯（GO ）是石墨烯的一种重要衍生物，是化学还原法制备石墨烯的前驱体，在石墨烯片层结构的边缘和表面带有 多种含氧基团， 如羧基、羟基、环氧基等。正是由于这些含氧基团的存在，使其较石墨烯具有更好的水溶性，可以应用于生物体系中。石墨烯及GO 由于其大面积的共轭结构，可以作为能量受体猝灭多种有机染料及量子点的荧光，是一种广适性的荧光猝灭剂。与传统的猝灭剂相比，石墨烯材料具有更高的猝灭 效率，使FRET 传感器具有背景低、信噪比高、可多重检测的显著特点 ［14 16］。2．1．1基于DNA 联接研究表明，石墨烯能区分多种DNA 分子结构，包括ssDNA ，dsDNA 以及茎环 结构等［17，18］。石墨烯及GO 由于其结构特点，对带有裸露的环状结构的化合物具有强烈的吸附能力。第41卷 2013年2月分析化学（FENXI HUAXUE ）特约来稿Chinese Journal of Analytical Chemistry 第2期174 180
葡萄糖检测方法
葡萄检测方法汇总 与葡萄糖检测相关的国家地方标准汇总： GB/T 30390-2013 油料种籽中果糖、葡萄糖、蔗糖含量的测定高效液相色谱法 DB41/T 321-2003 食品添加剂.?葡萄糖含量测定方法 NY/T 2279-2012 食用菌中岩藻糖、阿糖醇、海藻糖、甘露醇、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、核糖的测定离子色谱法 GB/T 淀粉水解产品还原力和葡萄糖当量测定 GB/T 20379-2006 淀粉衍生物葡萄糖浆、果糖浆和氢化葡萄糖浆成分的测定 GB/T 16285-2008 食品中葡萄糖的测定酶-比色法和酶-电极法 CNS 2874-N5083 葡萄糖浆及干葡萄糖浆 GB/蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量的测定方法液相色谱示差折光检测法 GB/T22221-2008食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定高效液相色谱法 YC/T252-2008烟用料液?葡萄糖、果糖、蔗糖的测定?离子色谱法 国家地方标准检测方法汇总表
葡萄糖的应用范围 葡萄糖作为人体的基本元素和最基本的医药原料，其作用和用途十分广泛。尤其是随着广大人民生活水平的提高，葡萄糖作为蔗糖的替代用糖应用于食品行业，为葡萄糖的应用开拓了更广阔的领域。 （一）发酵工业 微生物的生长需要合适的碳氮比，葡萄糖作为微生物的碳源，是发酵培养基的主料，如抗生素、味精、维生素、氨基酸、有机酸、酶制剂等都需大量使用葡萄糖，同时也可用作微生物发酵多聚糖和有机溶剂的原料。 1.抗生素发酵 葡萄糖是医药工业的重要原料，尤其是抗生素发酵必不可少的原料，抗生素中最主要的品种是青、链霉素，而这两种抗生素发酵都是以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)为碳底物。链霉素发酵以结晶葡萄糖为主，也可用高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)；其他如利福平也以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)为主要碳源；沽霉素、红霉索、麦迪霉
葡萄糖酸钠检测方法研究
作者简介：李艳（１９８２－），女，在读硕士研究生，研究方向：天然化合物分离的新方法、新技术。 从表３中可以看出，当添加ＯＴＣ的浓度在５０ｎｇ／ｍＬ￣２００ｎｇ／ｍＬ范围内时，回收率较高且回收率的变异系数在１０％以内。 ３结论 对蜂王浆中ＯＴＣ的提取方法的研究结果表明：甲醇水溶液法较好，提取率较高。以此法进行了ＯＴＣ的回收实验，当ＯＴＣ的浓度在５０ｎｇ／ｍＬ￣２００ｎｇ／ｍＬ范围时，回收效果好，变异系数小于１０％。参考文献： ［１］冯俊鹏．蜂产品的营养机理与人体免疫系统的关系［Ｊ］．中国养蜂，１９９７（５）：２４￣２５． ［２］冯峰．蜜蜂传染性疾病发生的特点与防治对策［Ｊ］．蜜蜂杂志，２０００，７：１９． ［３］宋华宾．动物性食品中抗生素残留及其研究方法进展［Ｊ］．肉品卫生，１９９３，１１：２０￣２８． ［４］陈福生，罗信昌，周启，等．黄曲霉毒素Ｂ１的免疫检测Ⅱ．抗体的产生及应用［Ｊ］．菌物系统，１９９９，１８（４）：４０９￣４１４． 收稿日期：２００６－０６－０１ 葡萄糖酸钠是一种重要的食品添加剂［１］，在食品中的应用前景光明，在营养增补剂、食品保鲜剂、品质改良剂等方面有广泛的应用。首先葡萄糖酸钠的盐味接近食盐，阀值为食盐的５倍，无苦涩味，没有刺激性，可以取代食盐制备低钠食品满足有高血压等需要低钠饮食人群的需要；其次可以代替食盐用于改良特性，调整发酵，赋予食品保存性、脱水作用等功能；再次葡萄糖酸钠还可以用作ｐＨ调节稳定剂、呈味改善剂，改善甜味剂的味质，掩盖大豆蛋白臭、鱼酱的鱼臭、镁苦味等。葡萄糖酸钠［２￣３］还可以应用于水质处理、电镀、金属与非金属的表面清洗、水泥生产、制药工业等领域。 由于上述重要用途，葡萄糖酸钠的制备也备受重视。目前主要有发酵法，电解法和催化氧化法。葡萄糖酸盐的分析测定方法［４］有酶法、非水滴定法、离子交换法、电导法、电泳法和高效液相法等。本文通过对几种常用的葡萄糖酸钠检测方法的比较，探讨了检测工业生产的葡萄糖酸钠简便实用可行的方法。 １试验材料 １．１试剂 葡萄糖酸钠（分析纯），甲醇（色谱纯），磷酸（分析纯），超纯水，氢氧化钠，硫酸铜，冰醋酸，喹哪啶红，高 李艳１，肖凯军１，王兆梅１，陈朝毅２，郭祀远１ （１．华南理工大学轻化工研究所，广东广州５１０６４０；２．广州甘蔗糖业研究所，广东广州５１０３１６） 葡萄糖酸钠检测方法研究 摘要：介绍了４种常用的葡萄糖酸钠检测方法：ＨＰＬＣ法、分光光度法、非水滴定法和旋光法。其中ＨＰＬＣ法和非水滴定法简便且具有较好的实用性，可用于检测工业生产的葡萄糖酸钠。 关键词：葡萄糖酸钠；ＨＰＬＣ法；分光光度法；非水滴定法；旋光法 ＴＨＥＳＴＵＤＹＯＮＤＥＴＥＣＴＩＯＮＯＦＳＯＤＩＵＭＧＬＵＣＯＮＡＴＥ ＬＩＹａｎ１，ＸＩＡＯＫａｉ－ｊｕｎ１，ＷＡＮＧＺｈａｏ－ｍｅｉ１，ＣＨＥＮＺｈａｏ－ｙｉ２，ＧＵＯＳｉ－ｙｕａｎ１（１．ＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＳｕｇａｒＩｎｄｕｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０３１６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｕｒｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉ．ｅ．ＨＰＬＣ，ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ，ｎｏｎａｑｕｅｏｕｓｔｉｔｒａｔｉｏｎａｎｄｐｏｌａｒｉｍｅｔｒｙ．ＩｔｗａｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｔｈａｔｔｈｅＨＰＬＣａｎｄｎｏｎａｑｕｅｏｕｓｔｉｔｒａｔｉｏｎａｒｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅ；ＨＰＬＣ；ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ；ｎｏｎａｑｕｅｏｕｓｔｉｔｒａｔｉｏｎ；ｐｏｌａｒｉｍｅｔｒｙ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
电化学葡萄糖生物传感器
Electrochemical Glucose Biosensors Joseph Wang* Biodesign Institute,Center for Bioelectronics and Biosensors,Departments of Chemical Engineering and Chemistry and Biochemistry, Box875801,Arizona State University,Tempe,Arizona85287-5801 Received March29,2007 Contents 1.Introduction814 2.Brief History of Electrochemical Glucose Biosensors 815 3.First-Generation Glucose Biosensors815 3.1.Electroactive Interferences815 3.2.Oxygen Dependence816 4.Second-Generation Glucose Biosensors817 4.1.Electron Transfer between GOx and Electrode Surfaces 817 https://www.360docs.net/doc/6415712295.html,e of Nonphysiological Electron Acceptors817 4.3.Wired Enzyme Electrodes817 4.4.Modification of GOx with Electron Relays818 4.5.Nanomaterial Electrical Connectors818 5.Toward Third-Generation Glucose Biosensors818 6.Solid-State Glucose Sensing Devices819 7.Home Testing of Blood Glucose819 8.Continuous Real Time in-Vivo Monitoring820 8.1.Requirements820 8.2.Subcutaneous Monitoring822 8.3.Toward Noninvasive Glucose Monitoring822 8.4.Microdialysis Sampling822 8.5.Dual-Analyte Detection823 9.Conclusions:Future Prospects and Challenges823 10.Acknowledgments824 11.References824 1.Introduction Diabetes mellitus is a worldwide public health problem. This metabolic disorder results from insulin deficiency and hyperglycemia and is reflected by blood glucose concentra-tions higher or lower than the normal range of80-120mg/ dL(4.4-6.6mM).The disease is one of the leading causes of death and disability in the world.The complications of battling diabetes are numerous,including higher risks of heart disease,kidney failure,or blindness.Such complications can be greatly reduced through stringent personal control of blood glucose.The diagnosis and management of diabetes mellitus thus requires a tight monitoring of blood glucose levels. Accordingly,millions of diabetics test their blood glucose levels daily,making glucose the most commonly tested analyte.Indeed,glucose biosensors account for about85% of the entire biosensor market.Such huge market size makes diabetes a model disease for developing new biosensing concepts.The tremendous economic prospects associated with the management of diabetes along with the challenge of providing such reliable and tight glycemic control have thus led to a considerable amount of fascinating research and innovative detection strategies.1,2Amperometric enzyme electrodes,based on glucose oxidase(GOx),have played a leading role in the move to simple easy-to-use blood sugar testing and are expected to play a similar role in the move toward continuous glucose monitoring. Since Clark and Lyons proposed in1962the initial concept of glucose enzyme electrodes,3we have witnessed tremen-dous effort directed toward the development of reliable devices for diabetes control.Different approaches have been explored in the operation of glucose enzyme electrodes.In addition to diabetes control,such devices offer great promise for other important applications,ranging from bioprocess monitoring to food analysis.The great importance of glucose has generated an enormous number of publications,the flow of which shows no sign of diminishing.Yet,in spite of the many impressive advances in the design and use of glucose biosensors,the promise of tight diabetes management has *To whom correspondence should be addressed.E-mail:joseph.wang@ https://www.360docs.net/doc/6415712295.html,.Joseph Wang has been the Director of the Center for Bioelectronics and Biosensors(Biodesign Institute)and Full Professor of Chemical Engineering and Chemistry and Biochemistry at Arizona State University(ASU)since 2004.He has also served as the Chief Editor of Electroanalysis since 1988.He obtained his higher education at the Israel Institute of Technology and was awarded his D.Sc.degree in1978.He joined New Mexico State University(NMSU)in1980.From2001?2004,he held a Regents Professorship and a Manasse Chair position at NMSU.His research interests include nanobiotechnology,bioelectronics,biosensors,and microfluidic devices.He has authored over725research papers,9books, 15patents,and25chapters.He was the recipient of the1994Heyrovsky Memorial Medal(of the Czech Republic)for his major contributions to voltammetry,the1999American Chemical Society Award for Analytical Instrumentation,the2006American Chemical Society Award for Elec-trochemistry,and the ISI‘Citation Laureate’Award for being the Most Cited Scientist in Engineering in the World(during1991?2001). 814Chem.Rev.2008,108,814?825 10.1021/cr068123a CCC:$71.00?2008American Chemical Society Published on Web12/23/2007