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进步是人无法相信的.[7]

多数种植类的食品为保证其产量都会被打防虫害的农药,确保植物不被虫害侵扰,但是多数植物无法将这些化学药品完全排除,有些蔬菜在人们食用时依然有大量农药存在.而且随着农药的不断使用大自然的植物也被污染,草食性动物将其食入也无法有效的排出,进而传给肉食性生物,而当它们被人们摆上餐桌时亦是如此,进而使这些化学药品几乎肆虐于大自然所有的动植物.再加上人们对水的污染使各类水生生物带上了未知的毒素,所以食物中毒素的检测迫在眉睫.现今科学家们已经开发出一种电导型的传感器可对食物里的一些有毒物做检测,其准确性较高且处理后还能重复使用,但还只是初级模型目前仍然在不断的改进中.

3环境检测

随着世界经济的飞速发展,环境污染问题正慢慢的浮出水面,并演变为制约经济发展的因素之一.所以,保护环境实现可持续发展就成为当今世界不可懈怠的急切话题.环境监测之中有许多的生化指标测定需要快速、简便且全自动化地进行,而生物传感器完全满足了上述一切要求,因此各国专家正积极的研究与制作中.

3.1用于水环境监测的生物传感器

就目前而言,生活污水还有工业废水的排放量不断的在增加,绝大部分污水必须经过生物法处理后才能排入水体,其中的各项指标的监测得在实验室中才能测定.但是对大多数的污水处理厂而言,能够实现水质的在线检测仍旧是一个大难题.而生物传感器的应用,却让它成为了可能.

3.1.1如何测定酚微生物

微生物传感器能够快速且准确地测定废水中酚的含量,而这种生物传感器是将微生物的电极与酶电极还有植物电极作为传感器来测量酚的.[4]其原理如下：

这种传感器以极谱型氧电极还有紧贴其透气膜表面上的微生物组成,当酚类物质同氧气一起扩散,并进入微生物膜,而微生物对酚有同化作用所以会消耗氧气,所以进入氧电极的O2速率会不断的下降,导致传感器输出电流同样在减小,在几分钟后会达到稳态.在特定的浓度范围中,电流的降低值和酚的浓度会呈线性关系,并且以此来测定酚的浓度.此反应需要穆冬燕、酪氨酸酶等以麦芽糊精修饰的酪氨酸酶碳糊电极所构成的电流型生物传感器来测定水中酚类微生物.

3.1.2BOD生物传感器

常见的BOD传感器[3]都是把微生物夹膜固定在溶解氧探头上的,然后溶解氧将随缓冲溶液进入到生物膜层中,其中的一部分溶解氧会被微生物消耗.余下的溶解氧由可透气的Teflon膜检测到.也就是说当样品溶液从检测系统经过时,其中可降解有机物在通过多孔渗透膜进而渗透到微生物层时被微生物氧化且吸收,而膜周围溶解氧的减少直接导致氧电极电流的下降.将测定所得电流同标准曲线对比,就能测定BOD.用来制作BOD生物传感器所使用的主要的微生物有假单胞菌与芽孢杆菌还有发光菌和嗜热菌等等.

3.1.3阴离子表面活性剂的测定

生活污水中还会有多种阴离子表面活性剂的存在,若是仅仅依靠自然降解则会使水面上产生大量不容易消失的泡沫,还会消耗水中的溶解氧,严重时是会将污水处理装置中活性污泥中的微生物的生态系统破坏.这时需要适度的处理,但是如何知道水中的阴离子表面活性剂的浓度呢,有一种传感器是用阴离子表面活性剂降解细菌制成的,当水中有阴离子表面活性剂时,阴离子表面活性剂降解细菌的呼吸作用能引起溶解氧的变化,以氧电极电流的变化测定阴离子表面活性剂的浓度.[5]

3.2测定土壤重金属的生物传感器

民以食为天,而近年来土壤的污染也愈演愈烈.众所周知,无论物理植物类食物还是肉类食物皆是基于土壤而生存,所以土壤的保护是异常重要.但是用于土壤中污染物检测所研制的传感器目前报道较少.不过基于抑制作用的酶生物传感器中用来测定样品的抑制剂近年来有不错的发展,而该法可在土壤中污染物的检测中应用.其中一种基于抑制作用的葡萄糖氧化酶生物传感器就能在测定土壤中的二价汞离子中起到不可忽视的作用.它相比传统的方法克服了费用高又不能实地检测并且预处理过程繁琐复杂的缺点.[8]其原理如下：

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由于二价汞离子是葡萄糖氧化酶抑制剂的一种,在酸性环境内,二价汞离子与酶活性中心的某些位点相互结合抑制了酶的活性使响应电流的降低,以此产生可测定的信号,进而测出二价汞离子的含量,而酶电极在抑制作用结束之后就会完全恢复活性.

3.3生物传感器在环境监测其它方面的应用

3.3.1内分泌干扰物的检测

环境内分泌干扰物是通过土壤和食物还有水和大气等介质同包括人类在内的一切生物体系进行全方位的零距离接触,急切的需要实施相关措施来治理,它是第3代环境污染物.而科学家所研制的1种凭借酪氨酸酶做基础的生物传感器[9],在检测环境内分泌干扰物中有巨大帮助.近年来,生物传感器多应用一种用表面等离子共振为原理的转换器,这种转换器有较高的灵敏度,并以此产生了一种相对更为简单且快捷的检测方法.这种方法是通过检测表面等离子体共振信号的变化,来显示识别元件生物分子同受试物分子的结合或解离,从而检测出待测物的含量.

3.3.2水体富营养化的监测

水体的富营养化又称赤潮器原因是由于水域内某些浮游生物的过量繁殖所引起的水色异常,大多只有在近海海域才会发生.由于叶绿素a是浮游植物光合作用中有机物生产量的重要指标之一.[10]所以只需要检测出水中的叶绿素a的含量就可以测出水体是否发生赤潮,而日本已有这类叶绿体检测仪了.4结束语

生物传感器的应用多种多样,在此仅做简要介绍.不过生物传感器能够连续的快速的在线检测,其愈来愈受到科学家们的重视.现如今对它的研究不过是个开端而已,在未来的努力中它会不断的被改进,不断开发出新的生物传感器来实现人们对它的要求.

参考文献：

[1]胡向东,刘京诚,余成波等.传感器与检测技术.机械工业出版社.

[2]李培进,张专本,刁天喜,蒋铭敏,贾启中.生物传感器及其在军事医学中的应用.军事医学,人民军医2002,45（5）.

[3]Karubel.BiosensorsforEnvironmentalControl[J].TrAc,1995,

14（7）：51-54.

[4]胡志鲜,白天雄.酚微生物传感器快速测定仪的研制[J].河北省轻工工业学院学报,1998,19（1）：56-60.

[5]NormyraY,lkebukurok,Yokoyamak,etal.ANovelMicrobios

ensorforAnionicAurFacrantDetermination[J].AnalLett,1994,27（15）：30951-30955

[6]刘国艳,袁庆,柴春彦.检测鱼肉新鲜度的酶生物传感器的研制[J].中国动物检疫,2006,23（1）：28-30.