生物傳感器biosensors的研發(fā)及其在發(fā)酵工業(yè)中的應用

1、1,生物傳感器(Biosensors)的研發(fā)及其在發(fā)酵工業(yè)中的應用,管理資源吧（www.glzy8.com），提供海量管理資料免費下載！,2,一、生物傳感器應用研究概況,3,國內(nèi)外得到應用的生物傳感器主要包括：1測定水質(zhì)的BOD分析儀、在市場上有以日本和德國為代表產(chǎn)品供應。 采用絲網(wǎng)印刷和微電子技術的手掌型血糖分析器，已形成規(guī)?；a(chǎn)，年銷售量約為十億美元； 固定化酶傳感分析儀：國外以美國的YSI公司和德國BST公司為代表，都

2、有系列分析儀產(chǎn)品，它們主要用于環(huán)境監(jiān)測和食品分析，國內(nèi)到目前為主只有山東省科學院生物研究所的系列化產(chǎn)品在市場得到應用。4 SPR生物傳感器，在日、美、德、瑞典等國得到了開發(fā)和初步應用。極大多數(shù)同類其它研究還都處在探索性階段，,4,系列化生物傳感器技術研發(fā)現(xiàn)狀,5,二、生物傳感器的應用,6,1、發(fā)酵中葡萄糖測定,過去用操作繁瑣時間長的還原糖方法只能近似地估計葡萄糖的變化?，F(xiàn)在提供了快速而準確的固定化酶的測定方法，發(fā)酵中可根據(jù)糖消

3、耗確定微生物的生長速率，觀察是否染菌，隨時與產(chǎn)物的產(chǎn)生一起估算轉(zhuǎn)化率，確定補料效果和及時判斷發(fā)酵結(jié)束的時間。發(fā)酵過程或設備異常現(xiàn)象通過葡萄糖分析得到及時預報。,7,2、谷氨酸發(fā)酵液的分析,在谷氨酸發(fā)酵中，隨時跟蹤目標產(chǎn)物的產(chǎn)生?？焖佾@得主控參數(shù)的變化信息。先進的分析方法，使時間縮短了幾十倍。在發(fā)酵前期及時知道產(chǎn)酸出現(xiàn)時間在發(fā)酵中期可根據(jù)谷氨酸產(chǎn)生速率，預知最終的產(chǎn)量，并獲得補氨是否均勻的信息在發(fā)酵后期，可根據(jù)谷氨酸產(chǎn)生速率變慢情

4、況確定放罐時間和今后配料的調(diào)整,8,3、乳酸傳感器在發(fā)酵上的應用,乳酸測定是生物傳感器出現(xiàn)后新增加的控制參數(shù)。實踐中發(fā)現(xiàn)它的控制是獲得發(fā)酵高產(chǎn)的關鍵。乳酸是需氧發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)化過程中的中間產(chǎn)物，是過程控制的敏感參數(shù)，與生物素的加入量、補糖、活菌數(shù)、菌活力、空氣補給等控制直接相關。發(fā)酵旺盛期，乳酸必然產(chǎn)生，適度的乳酸濃度是高產(chǎn)罐的重要指示。此時單純地通過通風是達不到乳酸下降的目的，反而引起能源的浪費及減產(chǎn)。發(fā)酵后期、放罐前應控制乳酸下降，才能

5、達到高產(chǎn)。,9,乳酸傳感器的應用現(xiàn)狀①是體育上耐力項目科學訓練的常用設備②已在抗疲勞保健食品檢測中普及應用，許多省級衛(wèi)生防疫站成功地用這項新技術實現(xiàn)了在同一小實驗動物體內(nèi)多次采血檢測，簡化了分析化驗工作量 ③是發(fā)酵控制的有效新指標④ 是新型可降解塑料聚 L-乳酸前體生產(chǎn)過程控制的主控參數(shù),10,4、監(jiān)控離交回收谷氨酸或濃縮物的濃度：谷氨酸傳感器可測出0.1%的谷氨酸濃度變化，而瓦氏法不可能達到這樣的精確度。過去離子交換單用pH躍

6、變點來控制回收會造成谷氨酸的大量流失。使用谷氨酸傳感器可以使離交回收率提高30- 50%,11,5、監(jiān)控淀粉糖的水解,在淀粉糖的水解中，葡萄糖與還原糖的比值可衡量糖質(zhì)量。發(fā)酵中糖液質(zhì)量是至關重要的，糖化不好時不僅浪費了糧食而且會造成發(fā)酵中泡沫增多，通氣不良，乳酸增高；對后提取也帶來很多麻煩；并將增加污水排放的BOD量。,12,6、酶活力的快速測定,(1) 糖化酶活力的快速測定可正確控制糖水解時的加酶量，提高糖液的質(zhì)量。 可以

7、在SBA分析儀通過預設定的快速分析程序，在三分鐘得到結(jié)果 (2) 辨別純生啤酒的真假；比較不同廠家產(chǎn)品的質(zhì)量：通過檢測蔗糖水解酶水解產(chǎn)生的葡萄糖來快速分析。,13,7、極低濃度產(chǎn)品的純度檢驗,在木糖醇產(chǎn)品純度檢驗中，可檢測殘留不到1%的葡萄糖量，在99%以上的木糖醇產(chǎn)品中方便地檢測葡萄糖的含量。使產(chǎn)品符合出口要求。 在BOD標準液的檢驗中準確得到低濃度的葡萄糖和谷氨酸標準的變化情況。,14,8、蛋白酶活性的快速測定,測定

8、原理：酪蛋白在蛋白酶作用下產(chǎn)生谷氨酸，測定經(jīng)一定反應時間后，所產(chǎn)生的谷氨酸量程序：用本儀器主機提供的標準程序，設定標準值=1000酶膜：谷氨酸氧化酶酶膜操作方法舉例( 略 ),15,9、麥芽糖快速測定,測定原理：,方法:在一定濃度的麥芽糖溶液中加入葡萄糖糖化酶（３００u/mL底物） ，然后在pH＝４．５、６０℃的條件下保溫 ５min，取水解液２５μL，水解注入型葡萄糖生物傳感分析儀中，２０s即可得到結(jié)果。麥芽糖的測定范圍為０～２