專利名稱：一種在線監控脂酶非均相催化反應生物傳感器裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線監控脂酶非均相催化反應生物傳感器裝置，具體涉及一種監測固定化脂肪酶水解底物過程的生物傳感器裝置。
背景技術：
生物傳感器是發展生物技術必不可少的一種先進的檢測方法與監控方法，也是物質分子水平的快速、微量分析方法，具有非常高的選擇性。現已研制和開發第三代生物傳感器，將生物技術和電子技術結合起來的場效應生物傳感器。生物傳感技術的集成創新，對拓展生物反應器的可控范圍、控制精度具有重要意義。但目前還沒有把脂肪酶催化底物所產生的電子轉移過程轉換為電流或電阻的生物傳感器。
實用新型內容本實用新型為解決脂肪酶催化底物所產生的電子轉移過程轉換為電流或電阻輸出的問題而提出的一種監測固定化脂肪酶水解底物過程的生物傳感器裝置。本實用新型為解決上述問題所采取的技術方案是本實用新型所述一種監測固定化脂肪酶水解底物過程的生物傳感器裝置包括恒溫水浴鍋1、敞口玻璃容器2、圓柱形石墨體3、鉬片4、玻璃板、離子交換膜5、陰極室7以及陰極室內緩沖溶液(PBS)、陽極室6以及陽極室內緩沖液(鐵氰化鉀過飽和溶液和PBS的混合液)、電流表8、電阻9、單片機10、仿真機11、PC機12、電路板13、5V電源14和鉬絲15 ；敞口玻璃容器2置于恒溫水浴鍋1中， 圓柱形石墨體3和鉬片4分別置于陰極室7和陰極室6中，陰極室7和陽極室6之間由玻璃板隔斷，且陰極室6與陰極室7之間由安裝在玻璃板上的離子交換膜5相連通，圓柱形石墨體3與鉬片4之間由鉬絲15相連接，電流表8和電阻9串聯在鉬絲15上，電阻9的中間抽頭連接在單片機10的信號輸入端上，仿真機11的一個通信端口連接單片機10，仿真機 11的另一個通信端口連接PC機12，5V電源14給單片機10提供電源。本實用新型將脂肪酶催化底物所產生的電子轉移過程轉換成電流或電阻并輸出， 從而判斷脂肪酶反應的終點。實驗過程中用液相色譜測出脂肪酸和酯的含量，經20次重復實驗，測出相對誤差僅為4. 7%，驗證了本實用新型可快速準確地測定酶與底物反應過程中發生的酯鍵斷裂程度，從而準確判斷反應終點。本實用新型的有益效果是本實用新型通過使用恒溫水浴加熱，使固定化脂肪酶催化甘油三酯所產生的離子由陰極向陽極移動，使整個裝置形成了電流通路。從而，外接電流表可直接測得電路中的電流強度，間接反映了酶催化底物的反應過程。
圖1是本實用新型整體結構示意圖。本方法基于下述裝置實現將敞口玻璃容器置于恒溫水浴鍋中，而圓柱形石墨和鉬片又分別置于陰極室和陽極室中，且陰極室與陽極室之間由離子交換膜相連通，石墨與鉬片之間由鉬絲相連接，電阻R和電源與之串聯。在電阻R上連一單片機，單片機又分別于 5V電源、電路板和仿真機連接，最后仿真機連接于PC機上。
具體實施方式
具體實施方式
一如圖1所示，本實施方式所述一種監測固定化脂肪酶Novozym 435水解底物過程的生物傳感器裝置。它包括恒溫水浴鍋1、敞口玻璃容器2、圓柱形石墨體 3、鉬片4、玻璃板、離子交換膜5、陰極室7以及陰極室內緩沖溶液(PBS)、陽極室6以及陽極室內緩沖液(鐵氰化鉀過飽和溶液和PBS的混合液)、電流表8、電阻9、單片機10、仿真機 11、PC機12、電路板13、5V電源14和鉬絲15 ；敞口玻璃容器2置于恒溫水浴鍋1中，圓柱形石墨體3和鉬片4分別置于陰極室7和陰極室6中，陰極室7和陽極室6之間由玻璃板隔斷，且陰極室6與陰極室7之間由安裝在玻璃板上的離子交換膜5相連通，圓柱形石墨體 3與鉬片4之間由鉬絲15相連接，電流表8和電阻9串聯在鉬絲15上，電阻9的中間抽頭連接在單片機10的信號輸入端上，仿真機11的一個通信端口連接單片機10，仿真機11的另一個通信端口連接PC機12，5V電源14給單片機10提供電源。所述恒溫水浴為65°C ；所述陰極室與陽極室中間有玻璃擋板，由離子交換膜連通； 所述陰極緩沖溶液為鐵氰化鉀過飽和溶液與PBS的混合液；所述陽極溶液為PBS (磷酸緩沖溶液)。本實施方式保證了陰極室溶液不外漏，而陰極室中產生的離子可通過離子交換膜進入陽極室，實現電流通路，將電子的轉移過程轉換為電路中的電流強度，間接反映了酶催化底物的反應過程。電阻連于單片機上，單片機通過仿真機與PC機相連，實現了計算機在線監測及控制。在陰極室與陽極室之間用離子交換膜相連接，保證了陰極室溶液不外漏，而陰極室中產生的離子可通過離子交換膜進入陽極室，實現電流通路。
具體實施方式
二 如圖1所示，本實施方式所述一種監測固定化脂肪酶Novozym 435水解底物過程的生物傳感器裝置。所述恒溫水浴溫度范圍是45-75°C，其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖1所示，本實施方式所述一種監測固定化脂肪酶水解底物過程的生物傳感器裝置。所述電源可以不包括在內，將電流表換成歐姆表，將電子的轉移過程轉換為電路中的電阻，然后進行輸出，其它組成及連接方式與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四如圖1所示，本實施方式所述一種監測固定化脂肪酶水解底物過程的生物傳感器裝置。所述鉬片也可以由銅片代替，其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。工作原理本實用新型工作時，采用恒溫水浴控溫。將敞口玻璃容器置于水浴鍋內，按照圖1 連接。玻璃容器的左側為陰極室，室內裝為鐵氰化鉀過飽和溶液和PBS的混合液；右側為陽極室，室內緩沖溶液為PBS。玻璃容器的中間有離子交換膜，它可以防止陰極溶液外漏，但可以與陽極室進行離子交換。陰極和陽極分別為石墨和鉬片，又由鉬絲作為導線連接于1. 5V 電源和電流表，實現了裝置的閉合電路。將植物油和固定化脂肪酶快速混勻，置于陰極室內進行測試。
權利要求1. 一種在線監控脂酶非均相催化反應生物傳感器裝置，其特征在于它包括恒溫水浴鍋 (1)、敞口玻璃容器(2)、圓柱形石墨體(3)、鉬片(4)、玻璃板、離子交換膜(5)、陰極室(7) 以及陰極室內緩沖溶液、陽極室(6)以及陽極室內緩沖液、電流表或歐姆表(8)、電阻(9)、 單片機(10)、仿真機(11)、PC機(12)、電路板(13)、5V電源(14)和鉬絲(15)；敞口玻璃容器(2)置于恒溫水浴鍋(1)中，圓柱形石墨體(3)和鉬片(4)分別置于陰極室(7)和陰極室 (6)中，陰極室(7)和陽極室(6)之間由玻璃板隔斷，且陰極室(6)與陰極室(7)之間由安裝在玻璃板上的離子交換膜(5)相連通，圓柱形石墨體(3)與鉬片(4)之間由鉬絲(15)相連接，電流表⑶和電阻(9)串聯在鉬絲(15)上，電阻(9)的中間抽頭連接在單片機(10) 的信號輸入端上，仿真機(11)的一個通信端口連接單片機(10)，仿真機(11)的另一個通信端口連接PC機(12)，5V電源(14)給單片機(10)提供電源。
專利摘要一種在線監控脂酶非均相催化反應生物傳感器裝置。一種酶生物傳感器裝置，具體涉及一種監測固定化脂肪酶水解底物過程的生物傳感器裝置。本實用新型將脂肪酶催化底物所產生的電子轉移過程轉換成電流或電阻并輸出，從而判斷脂肪酶催化反應的終點。本實用新型包括恒溫水浴、敞口玻璃容器、陰極室、陽極室、離子交換膜、陰陽極室的連通、陰極室溶液、緩沖溶液、電流表、單片機、PC機、仿真機和鉑導線。實驗過程中用液相色譜測出脂肪酸和酯的含量，經20次重復實驗，測出相對誤差僅為4.7％，驗證了本實用新型可快速準確地測定酶與底物反應過程中發生的酯鍵斷裂程度，從而準確判斷反應終點。
文檔編號G01N27/26GK202119751SQ201120092889
公開日2012年1月18日 申請日期2011年4月1日 優先權日2011年4月1日
發明者于殿宇, 劉晶, 周曉丹, 孫博, 常云鶴, 李貴濱, 江連洲, 王立琦, 胡立志, 陳曉慧, 齊穎 申請人:哈爾濱商業大學