微生物电极

微生物电极是指一种将微生物技术与电化学检测技术相结合的传感器。主要由溶解氧电极和紧贴其透气膜表面的固定化微生物膜组成。

简介微生物电极是指将微生物在生存状态下固定在高分子膜上，并与电化学传感元件相结合而构成的一种生物功能电极，也称微生物传感器。

它利用细胞中酶对待测物的水解、氨解或氧化反应的选择性催化作用，以及电化学传感元件对反应物的选择性探测，依据反应的化学计量关系，定量地检测底物存在量的信息。

分类按其原理可分为微生物的呼吸活性型和代谢活性型两类。前者由好气型微生物固定化膜与氧电极组合而成，于含有有机化合物的样品液中，有机物被微生物所摄取，使微生物的呼吸活性增加，呼吸活性的变化可由氧电极枪测出来；后者是将厌气型微生物固定化膜与燃料电池型电极，离子选择电极或各种气敏电极组合而成，当微生物摄取有机物时生产各种代谢产物，如二氧化碳、氰、甲酸还原型辅酶等电极活性物质，应用上述各种电极可检测这些代谢产物。微生物电极与酶电极相比。直接利用了细胞内的复合酶系、辅酶系和产生能量的系统，减少了酶的分离和提纯过程，因而具有价格低廉、使用寿命长的优点。

应用微生物电极可以用于测定抗生素、维生素、氨基酸及生物需氧量(BOD)，已在医疗检测中得到应用1。

生物电极生物电极是以生物材料为敏感元件，依靠生物体内物质间特有的亲合力实现识别功能的电极。这类传感器既利用了生物传感器的选择性好、种类多、测试费用低及适合联机化的优点，又有电分析化学的不破坏测试体系、不受颜色影响和简便的特点，广泛应用于医疗、工业生产、环境监测等领域。

酶电极酶电极是生物电极中开发最早的电极，其基本结构是酶膜加骨架电极，酶膜是利用固定技术将酶固定在稳定的膜状载体上。酶的固定方法有很多，主要有四种：

（1）吸附法。此法是通过化学吸附或物理吸附作用将酶吸附于稳定的固相载体上，如硅藻土、活性炭、甘蔗渣等等；

（2）载体偶联法。此法是通过化学反应将酶以共价键联结于具有重氮基团等的固相载体上，如苄氧甲基纤维素或葡聚糖凝胶等；

（3）交联法。此法是采用如戊二醛之类的双功能基团，使酶分子之间交联聚合成网状结构而固定化。

（4）包埋法。此法是将酶包裹于如聚丙烯酰胺、琼脂糖等凝胶格子中，或包装于如脂质体、微孔尼龙等，具半透膜性质的卫星胶囊中。

生物传感器生物传感器(biosensor)，是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能2。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学