上游充通大兽 (2)生物传感器的分类 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 酶传感器 (enzymatic biosensor) 不同酶传感器检测污 染物机理是不同的。据报导，有些酶对污染物具有催化 转化能力（如酪氨酸酶对酚类），有些污染物对酶活性有特 异性仰制作用，或作为调节、辅助因子对酶活性进行改 饰。 ②微生物传感器微生物传感器(microbial biosensor)是指从 活性污泥、河水、腐殖质中分离出来的一些微生物，如 细菌、酵母和真菌等制成的传感器。 ③免疫传感器(immunological biosensor) 免疫传感器利用了 抗体和抗原之间的免疫化学反应。 ④DNA传感器(DNA biosensor))DNA传感器一般由一个固定 DNA片段的电极和用于检测的电活性杂交指示剂构成， DNA传感器的理论基础是DNA碱基配对原理
（2）生物传感器的分类 ①酶传感器（enzymatic biosensor） 不同酶传感器检测污 染物机理是不同的。据报导，有些酶对污染物具有催化 转化能力(如酪氨酸酶对酚类)，有些污染物对酶活性有特 异性抑制作用，或作为调节、辅助因子对酶活性进行改 饰。 ②微生物传感器 微生物传感器(microbial biosensor)是指从 活性污泥、河水、腐殖质中分离出来的一些微生物，如 细菌、酵母和真菌等制成的传感器。 ③免疫传感器(immunological biosensor) 免疫传感器利用了 抗体和抗原之间的免疫化学反应。 ④DNA传感器(DNA biosensor) DNA传感器一般由一个固定 DNA片段的电极和用于检测的电活性杂交指示剂构成， DNA传感器的理论基础是DNA碱基配对原理
上游充大学 2.生物传感器技术在环境监测中的应用 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY (1)生物传感器在水质环境监测的应用 ①对BOD的监测生化需氧量(biochemical oxygen demand BOD)是测试水体中有机污染物的指标，被广泛应用的传统 的检测方法一般需要5天时间，因此被称为BOD5法 ②对硝酸盐的监测用于水环境中含量测定的生物传感器主 要是通过测定被还原成NO2时产生的还原电流的大小来反映 含量。 ③对酚类污染物的监测酚类污染物属于高毒性物质，通过 工业排放废水进入水环境，是水环境中一个重要的监测指标。 ④对其他污染物的监测 如用于磷酸盐监测的生物传感器，重金属、硫化物以及残留 农药等污染物监测的生物传感器，阴离子表面活性剂监测的 生物传感器等，都有较好的监测效果，同时也在不断的完善 之中
2.生物传感器技术在环境监测中的应用 （1）生物传感器在水质环境监测的应用 ①对BOD的监测 生化需氧量（biochemical oxygen demand, BOD）是测试水体中有机污染物的指标，被广泛应用的传统 的检测方法一般需要5天时间，因此被称为BOD5法。 ②对硝酸盐的监测 用于水环境中含量测定的生物传感器主 要是通过测定被还原成NO-2时产生的还原电流的大小来反映 含量。 ③对酚类污染物的监测 酚类污染物属于高毒性物质，通过 工业排放废水进入水环境，是水环境中一个重要的监测指标。 ④对其他污染物的监测 如用于磷酸盐监测的生物传感器，重金属、硫化物以及残留 农药等污染物监测的生物传感器，阴离子表面活性剂监测的 生物传感器等，都有较好的监测效果，同时也在不断的完善 之中
上游文通大粤 (2)生物传感器在大气环境监测中的应用 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 常见的污染因子主要有NOx、SO2、总悬浮颗粒物(total suspended particulates,_TSP)、CO2等，其中NOx和 SO2对大气环境的危害尤为严重，是酸雨、酸雾形成的主要 原因，NOx同时还是光化学污染的主要原因。 国 ①对NOx的监测用于测定NO×的生物传感器由多孔气体渗透 膜、固定化硝化细菌和氧电极组合而成。该传感器中硝化细 菌以亚硝酸盐作为唯一的能源，其呼吸活性随亚硝酸盐的存 在增加，呼吸过程导致的溶解氧浓度降低量可由氧电极检测， 从而间接反映出亚硝酸盐的含量以此反映大气中NO×的含量。 ②对S02的监测用于测定S02的生物传感器由含亚硫酸盐氧 化酶的肝微粒体和氧电极制成。该传感器测定雨水中亚硫酸 盐的浓度来反映大气中SO,的含量
（2）生物传感器在大气环境监测中的应用 常见的污染因子主要有NOX、SO2、总悬浮颗粒物（total suspended particulates，TSP）、CO2等，其中NOX和 SO2对大气环境的危害尤为严重，是酸雨、酸雾形成的主要 原因，NOX同时还是光化学污染的主要原因。 ①对NOX的监测 用于测定NOX的生物传感器由多孔气体渗透 膜、固定化硝化细菌和氧电极组合而成。该传感器中硝化细 菌以亚硝酸盐作为唯一的能源，其呼吸活性随亚硝酸盐的存 在增加，呼吸过程导致的溶解氧浓度降低量可由氧电极检测， 从而间接反映出亚硝酸盐的含量以此反映大气中NOX的含量。 ②对SO2的监测 用于测定SO2的生物传感器由含亚硫酸盐氧 化酶的肝微粒体和氧电极制成。该传感器测定雨水中亚硫酸 盐的浓度来反映大气中SO2的含量
上游充通大兽 三、酶免疫检测技术 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 酶免疫检测(enzyme immunoassay,ElA)是将抗原、抗体的 特异性免疫反应和酶的高效催化作用原理有机结合起来 的一种免疫分析技术，是标记免疫分析中的一项重要技 术，也称之为“酶联免疫吸附剂测定”(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA),因为测定中应用了固 相吸附剂以便于分离“游离的”和“结合的”酶结合物。 EIA是在放射免疫分析(radio immunoassay,RIA)理论的基 础上于20世纪70年代初发展起来的一种非放射性标记免 疫分析技术
三、酶免疫检测技术 酶免疫检测(enzyme immunoassay，EIA)是将抗原、抗体的 特异性免疫反应和酶的高效催化作用原理有机结合起来 的一种免疫分析技术，是标记免疫分析中的一项重要技 术，也称之为“酶联免疫吸附剂测定” (enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)，因为测定中应用了固 相吸附剂以便于分离“游离的”和“结合的”酶结合物。 EIA是在放射免疫分析(radio immunoassay，RIA)理论的基 础上于20世纪70年代初发展起来的一种非放射性标记免 疫分析技术
上游充通大学 1.酶免疫分析方法原理及类型 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY (1)EIA的原理EIA是根据抗原抗体反应具有高度的特异性， 以酶作为标记物，与已知抗体结合，但不影响其免疫学特 性，然后将酶标记物的抗体作为标准试剂来鉴定未知的抗 原。抗体是哺乳动物为了自我保护，而对外界抗原刺激产 生的特异性血清蛋白。它由两条长链和两条短链组成Y型 对称结构，在Y顶端的两条支链特性是易变的，可通过细 胞调节与外来刺激分子的结构相匹配、使其能识别特定的 分子。 视分析物 抗原 我 体 抗体 检 称歧中的祀分析物 免疫动物 图10-31I1枚术检则程序示意图
（1）EIA的原理 EIA是根据抗原抗体反应具有高度的特异性， 以酶作为标记物，与已知抗体结合，但不影响其免疫学特 性，然后将酶标记物的抗体作为标准试剂来鉴定未知的抗 原。抗体是哺乳动物为了自我保护，而对外界抗原刺激产 生的特异性血清蛋白。它由两条长链和两条短链组成Y型 对称结构，在Y顶端的两条支链特性是易变的，可通过细 胞调节与外来刺激分子的结构相匹配、使其能识别特定的 分子。 1.酶免疫分析方法原理及类型