无酶葡萄糖传感器的研究论文

微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素，一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得，用于测量水中微藻素的含量，它直接的测量范围是50~1000 �0�710-6g/l[22]。一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中，应用了两种传导器—对pH敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极，以及三种酶—尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试，效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测，生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域，主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸，以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的Harold 指出，生物传感器商品化要具备以下几个条件：足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中，价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中，微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单，因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来，酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点，主要的缺点就是选择性不够好，这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外，微生物固定化方法也需要进一步完善，首先要尽可能保证细胞的活性，其次细胞与基础膜结合要牢固，以避免细胞的流失。另外，微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进，否则难于实现大规模的商品化。总之，常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶，则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的，若生物催化需经过复杂途径，需要辅酶，或所需酶不宜分离或不稳定时，微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中，其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善，随着人们对生物体认识的不断深入，生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。

一、选题选题是论文写作关键的第一步，直接关系论文的质量。常言说：“题好文一半”。对于临床护理人员来说，选择论文题目要注意以下几点：（1）要结合学习与工作实际，根据自己所熟悉的专业和研究兴趣，适当选择有理论和实践意义的课题；（2）论文写作选题宜小不宜大，只要在学术的某一领域或某一点上，有自己的一得之见，或成功的经验．或失败的教训，或新的观点和认识，言之有物，读之有益，就可以作为选题；（3）论文写作选题时要查看文献资料，既可了解别人对这个问题的研究达到什么程度，也可以借鉴人家对这个问题的研究成果。需要指出，论文写作选题与论文的标题既有关系又不是一回事。标题是在选题基础上拟定的，是选题的高度概括，但选题及写作不应受标题的限制，有时在写作过程中，选题未变，标题却几经修改变动。二、设计设计是在论文写作选题确定之后，进一步提出问题并计划出解决问题的初步方案，以便使科研和写作顺利进行。护理论文设计应包括以下几方面：（1）专业设计：是根据选题的需要及现有的技术条件所提出的研究方案；（2）统计学设计：是运用卫生统计学的方法所提出的统计学处理方案，这种设计对含有实验对比样本的护理论文的写作尤为重要；（3）写作设计：是为拟定提纲与执笔写作所考虑的初步方案。总之，设计是护理科研和论文写作的蓝图，没有“蓝图”就无法工作。三、实验与观察从事基础或临床护理科学研究与撰写论文，进行必要的动物实验或临床观察是极重要的一步，既是获得客观结果以引出正确结论的基本过程，也是积累论文资料准备写作的重要途径。实验是根据研究目的，利用各种物质手段（实验仪器、动物等），探索客观规律的方法；观察则是为了揭示现象背后的原因及其规律而有意识地对自然现象加以考察。二者的主要作用都在于搜集科学事实，获得科研的感性材料，发展和检验科学理论。二者的区别在于“观察是搜集自然现象所提供的东酉，而实验则是从自然现象中提取它所愿望的东西。”因此，不管进行动物实验还是临床观察，都要详细认真．以各种事实为依据，并在工作中做好各种记录。有些护理论文写作并不一定要进行动物实验或临床观察，如护理管理论文或护理综述等，但必要的社会实践活动仍是不可缺少的，只有将实践中得来的素材上升到理论，才有可能获得有价值的成果。四、资料搜集与处理资料是构成论文写作的基础。在确定选题、进行设计以及必要的观察与实验之后，做好资料的搜集与处理工作，是为论文写作所做的进一步准备。论文写作资料可分为第一手资料与第二手资料两类。前者也称为第一性资料或直接资料，是指作者亲自参与调查、研究或体察到的东西，如在实验或观察中所做的记录等，都属于这类资料；后者也称为第二性资料或间接资料，是指有关专业或专题文献资料，主要靠平时的学习积累。在获得足够资料的基础上，还要进行加工处理，使之系统化和条理化，便于应用。对于论文写作来说，这两类资料都是必不可少的，要恰当地将它们运用到论文写作中去，注意区别主次，特别对于文献资料要在充分消化吸收的基础上适当引用，不要喧宾夺主。对于第一手资料的运用也要做到真实、准确、无误。五、论文写作提纲拟写论文提纲也是论文写作过程中的重要一步，可以说从此进入正式的写作阶段。首先，要对学术论文的基本型（常用格式）有一概括了解，并根据自己掌握的资料考虑论文的构成形式。对于初学论文写作者可以参考杂志上发表的论文类型，做到心中有数；其次，要对掌握的资料做进一步的研究，通盘考虑众多材料的取舍和运用，做到论点突出，论据可靠，论证有力，各部分内容衔接得体。第三，要考虑论文提纲的详略程度。论文提纲可分为粗纲和细纲两种，前者只是提示各部分要点，不涉及材料和论文的展开。对于有经验的论文作者可以采用。但对初学论文写作者来说，最好拟一个比较详细的写作提纲，不但提出论文各部分要点、而且对其中所涉及的材料和材料的详略安排以及各部分之间的相互关系等都有所反映，写作时即可得心应手。六、执笔写作执笔写作标志着科研工作已进入表达成果的阶段。在有了好的选题、丰富的材料和详细的提纲基础上，执笔写作应该是顺利的，但也不可掉以轻心。一篇高质量的学术论文，内容当然要充实，但形式也不可不讲究，文字表达要精炼、确切，语法修辞要合乎规范，句子长短要适度。特别应注意的是，一定要采用医学科技语体，用陈述句表达，减少或避免感叹、抒情等语句以及俗言俚语，也不要在论文的开头或结尾无关联系党政领导及其言论或政治形势。论文写作也和其他文体写作一样，存在着思维的连续性。因此，在写作时要尽量排除各种干扰，使思维活动连续下去，集中精力，力求一气呵成。对于篇幅较长的论文，也要部分一气呵成，中途不要停顿，这样写作效果较好。

从目前国内外葡萄糖传感器的发展现状来看，葡萄糖传感器要进入实用化临床应用还存在许多困难，除灵敏度低、稳定性差、寿命短外，线性范围低也是一个难以解决的问题。一般葡萄糖传感器的线性范围只有几个mM，而糖尿病患者的血糖浓度可达 mM。目前要解决这一问题主要是在酶膜表面覆盖一层具有选择透过性的高分子薄膜作为扩散限制膜，其目的在于扩大葡萄糖传感器的响应线性范围；减少电话性物质的干扰。 为什么引入扩散限制膜能扩大葡萄糖传感器的响应线性范围？根据葡萄糖氧化酶对葡萄糖的响应动力学，只有在较低的葡萄糖浓度范围内，葡萄糖氧化酶对葡萄糖浓度的响应才是线性响应。扩散限制膜的一个作用是使血液中的葡萄糖分子扩散透过这层具有选择透过性的高分子薄膜到达葡萄糖氧化酶膜表面，从而降低葡萄糖分子的扩散速度，使葡萄糖分子的扩散过程作为整个反应的控制过程，酶膜中的葡萄糖浓度始终保持在较低的浓度范围内，达到扩大线性范围的目的。扩散限制膜的另一个作用就是阻止或减少血液中诸如抗坏血酸等电活性物质到达葡萄糖氧化酶膜表面，干扰葡萄糖传感器的测量，虽然葡萄糖氧化酶对葡萄糖是特异的，但这种特异性被电极的不良选择所降低，在 650mV电压下，不但过氧化氢有响应电流，而且血液中抗坏血酸也有响应电流[1]，这些电活性物质通过电极的氧化或与过氧化氢发生反应而干扰传感器的功能[2]。 扩散限制膜可以减少电极对酶动力学的依靠性，而且还可以减少过氧化氢的生成[3]。扩散限制膜可以减少葡萄糖传感器对氧气压力的依靠性[4]。扩散限制膜材料的选择应是对葡萄糖扩散起限制作用。另外，要求扩散限制膜材料对葡萄糖氧化酶的影响和在生理条件下对电极的侵蚀尽可能的小。扩散限制膜材料的选择也必须满足无毒、生物相容性好，耐受性高、化学稳定性高（在生理条件下）等条件。目前国内外所选用的扩散限制膜材料有醋酸纤维素（CA）[5]、聚氨酯（PU）[6]、聚氯乙烯（PVC）[7]、聚碳酸酯（PC）[8]、Nafion[9]以及聚四氟乙烯（PTFE）[10]等。由于PU生物相容性好，有良好的成膜性能，适合作为扩散限制膜。为此，进行了PU扩散限制膜的研究。 1．实验部分 ．实验仪器与药品 葡萄糖氧化酶（GOD，EC ）为Sigma化学公司生产，戊二醛为成都美乐医疗保健品有限公司进口分装，聚氨酯为本校高分子材料系合成，微电流计为中科院感光化学所设计。其余药品均为分析纯。 ．葡萄糖传感器的制备 葡萄糖氧化酶的固定以壳聚糖为固定基质，采用交联法固定葡萄糖氧化酶。配制壳聚糖（3%，，W/V，去乙酰度83%，溶于冰醋酸中）溶液。移取25μl GOD溶液（5mg/ml）加入5ml的烧杯中，用铂丝以一个方向搅拌，缓慢加入2ml壳聚糖溶液并不断用铂丝搅拌，缓缓加入100μl戊二醛（1%，V/V），以戊二醛加完开始计时，铂丝浸泡8-10 min，取出干燥后浸入聚氨酯溶液（聚氨酯溶于四氢呋喃：N,N-二甲基甲酰胺=9:1的溶剂中）中2a左右迅速取出在空气中静置5 min，然后放入磷酸缓冲溶液（pH=）中，在4℃的冰箱中保存备用。外层扩散限制膜的厚度通过不同浸渍次数和不同聚氨酯溶液浓度来控制。 ．葡萄糖传感器响应测试 测试条件为pH=，温度t=37℃，工作电压=。参比电极为Ag/AgCl电极，在测试前葡萄糖传感器磷酸缓冲液中稳定2h以获得稳定的背底电流。葡萄糖溶液配制好后放置过夜以产生旋光性。 2．结果与讨论 不同聚氨酯浓度及不同浸渍次数条件下的葡萄糖传感器对葡萄糖的响应曲线如图所示。图1为聚氨酯浓度为5%（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应的线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达到，而响应电流随着浸渍次数的增加而下降。 图2为聚氨酯浓度为（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达到，而响应电流随着浸渍次数的增加而下降。 图3为聚氨酯浓度为8%（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达，响应电流随浸渍次数的增加而下降。图4为聚氨酯浓度为10%（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达，响应电流随浸渍次数的增加而下降。对同一浸渍次数的葡萄糖传感器，随着聚氨酯浓度的增加，响应线性范围逐渐增加。

一、红外辐射的产生及其性质红外辐射是由于物体(固体、液体和气体)内部分子的转动及振动而产生的。这类振动过程是物体受热而引起的，只有在绝对零度(℃)时，一切物体的分子才会停止运动。所以在绝对零度时，没有一种物体会发射红外线。换言之，在一般的常温下，所有的物体都是红外辐射的发射源。例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。红外线和所有的电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质，但它的特点是热效应非常大，红外线在真空中传播的速度c=3×108m／s，而在介质中传播时，由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。红外线的衰减遵循如下规律 （9-2-1）式中，I为通过厚度为x的介质后的通量；I0为射到介质时的通量；e为自然对数的底；K为与介质性质有关的常数。金属对红外辐射衰减非常大，一般金属材料基本上不能透过红外线；大多数的半导体材料及一些塑料能透过红外线；液体对红外线的吸收较大，例如厚l(mm)的水对红外线的透明度很小，当厚度达到lcm时，水对红外线几乎完全不透明了；气体对红外辐射也有不同程度的吸收，例如大气(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收，它对波长为1～5μm，8～14μm之间的红外线是比较透明的，对其他波长的透明度就差了。而介质的不均匀，晶体材料的不纯洁，有杂质或悬浮小颗粒等，都会引起对红外辐射的散射。实践证明，温度愈低的物体辐射的红外线波长愈长。由此在工业上和军事上根据需要有选择地接收某一范围的波长，就可以达到测量的目的。 二、红外传感器的组成：我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统，在此基础上对红外的关键元件进行详细的探讨。其实，红外传感器的工作原理并不复杂，一个典型的传感器系统各部分工作原理(如图所示): 三、红外传感系统的分类：红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图象；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以各类系统中的两个或者多个的组合。四、红外传感器工作原理：（1）待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。（2）大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。（3）光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。（4）辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。（5）红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。（6）探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。（7）信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。（8）显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显象管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。