专利名称：一种在线监控脂酶非均相催化反应生物传感器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在线监控脂酶非均相催化反应生物传感器装置，具体涉及一种监测固定化脂肪酶水解底物过程的生物传感器装置。
背景技术：
生物传感器是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法，具有非常高的选择性。现已研制和开发第三代生物传感器，将生物技术和电子技术结合起来的场效应生物传感器。生物传感技术的集成创新，对拓展生物反应器的可控范围、控制精度具有重要意义。但目前还没有把脂肪酶催化底物所产生的电子转移过程转换为电流或电阻的生物传感器。

实用新型内容本实用新型为解决脂肪酶催化底物所产生的电子转移过程转换为电流或电阻输出的问题而提出的一种监测固定化脂肪酶水解底物过程的生物传感器装置。本实用新型为解决上述问题所采取的技术方案是本实用新型所述一种监测固定化脂肪酶水解底物过程的生物传感器装置包括恒温水浴锅1、敞口玻璃容器2、圆柱形石墨体3、钼片4、玻璃板、离子交换膜5、阴极室7以及阴极室内缓冲溶液(PBS)、阳极室6以及阳极室内缓冲液(铁氰化钾过饱和溶液和PBS的混合液)、电流表8、电阻9、单片机10、仿真机11、PC机12、电路板13、5V电源14和钼丝15 ；敞口玻璃容器2置于恒温水浴锅1中， 圆柱形石墨体3和钼片4分别置于阴极室7和阴极室6中，阴极室7和阳极室6之间由玻璃板隔断，且阴极室6与阴极室7之间由安装在玻璃板上的离子交换膜5相连通，圆柱形石墨体3与钼片4之间由钼丝15相连接，电流表8和电阻9串联在钼丝15上，电阻9的中间抽头连接在单片机10的信号输入端上，仿真机11的一个通信端口连接单片机10，仿真机 11的另一个通信端口连接PC机12，5V电源14给单片机10提供电源。本实用新型将脂肪酶催化底物所产生的电子转移过程转换成电流或电阻并输出， 从而判断脂肪酶反应的终点。实验过程中用液相色谱测出脂肪酸和酯的含量，经20次重复实验，测出相对误差仅为4. 7%，验证了本实用新型可快速准确地测定酶与底物反应过程中发生的酯键断裂程度，从而准确判断反应终点。本实用新型的有益效果是本实用新型通过使用恒温水浴加热，使固定化脂肪酶催化甘油三酯所产生的离子由阴极向阳极移动，使整个装置形成了电流通路。从而，外接电流表可直接测得电路中的电流强度，间接反映了酶催化底物的反应过程。

图1是本实用新型整体结构示意图。本方法基于下述装置实现将敞口玻璃容器置于恒温水浴锅中，而圆柱形石墨和钼片又分别置于阴极室和阳极室中，且阴极室与阳极室之间由离子交换膜相连通，石墨与钼片之间由钼丝相连接，电阻R和电源与之串联。在电阻R上连一单片机，单片机又分别于 5V电源、电路板和仿真机连接，最后仿真机连接于PC机上。
具体实施方式
具体实施方式
一如图1所示，本实施方式所述一种监测固定化脂肪酶Novozym 435水解底物过程的生物传感器装置。它包括恒温水浴锅1、敞口玻璃容器2、圆柱形石墨体 3、钼片4、玻璃板、离子交换膜5、阴极室7以及阴极室内缓冲溶液(PBS)、阳极室6以及阳极室内缓冲液(铁氰化钾过饱和溶液和PBS的混合液)、电流表8、电阻9、单片机10、仿真机 11、PC机12、电路板13、5V电源14和钼丝15 ；敞口玻璃容器2置于恒温水浴锅1中，圆柱形石墨体3和钼片4分别置于阴极室7和阴极室6中，阴极室7和阳极室6之间由玻璃板隔断，且阴极室6与阴极室7之间由安装在玻璃板上的离子交换膜5相连通，圆柱形石墨体 3与钼片4之间由钼丝15相连接，电流表8和电阻9串联在钼丝15上，电阻9的中间抽头连接在单片机10的信号输入端上，仿真机11的一个通信端口连接单片机10，仿真机11的另一个通信端口连接PC机12，5V电源14给单片机10提供电源。所述恒温水浴为65°C ；所述阴极室与阳极室中间有玻璃挡板，由离子交换膜连通； 所述阴极缓冲溶液为铁氰化钾过饱和溶液与PBS的混合液；所述阳极溶液为PBS (磷酸缓冲溶液)。本实施方式保证了阴极室溶液不外漏，而阴极室中产生的离子可通过离子交换膜进入阳极室，实现电流通路，将电子的转移过程转换为电路中的电流强度，间接反映了酶催化底物的反应过程。电阻连于单片机上，单片机通过仿真机与PC机相连，实现了计算机在线监测及控制。在阴极室与阳极室之间用离子交换膜相连接，保证了阴极室溶液不外漏，而阴极室中产生的离子可通过离子交换膜进入阳极室，实现电流通路。
具体实施方式
二 如图1所示，本实施方式所述一种监测固定化脂肪酶Novozym 435水解底物过程的生物传感器装置。所述恒温水浴温度范围是45-75°C，其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图1所示，本实施方式所述一种监测固定化脂肪酶水解底物过程的生物传感器装置。所述电源可以不包括在内，将电流表换成欧姆表，将电子的转移过程转换为电路中的电阻，然后进行输出，其它组成及连接方式与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四如图1所示，本实施方式所述一种监测固定化脂肪酶水解底物过程的生物传感器装置。所述钼片也可以由铜片代替，其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。工作原理本实用新型工作时，采用恒温水浴控温。将敞口玻璃容器置于水浴锅内，按照图1 连接。玻璃容器的左侧为阴极室，室内装为铁氰化钾过饱和溶液和PBS的混合液；右侧为阳极室，室内缓冲溶液为PBS。玻璃容器的中间有离子交换膜，它可以防止阴极溶液外漏，但可以与阳极室进行离子交换。阴极和阳极分别为石墨和钼片，又由钼丝作为导线连接于1. 5V 电源和电流表，实现了装置的闭合电路。将植物油和固定化脂肪酶快速混勻，置于阴极室内进行测试。
权利要求1. 一种在线监控脂酶非均相催化反应生物传感器装置，其特征在于它包括恒温水浴锅 (1)、敞口玻璃容器(2)、圆柱形石墨体(3)、钼片(4)、玻璃板、离子交换膜(5)、阴极室(7) 以及阴极室内缓冲溶液、阳极室(6)以及阳极室内缓冲液、电流表或欧姆表(8)、电阻(9)、 单片机(10)、仿真机(11)、PC机(12)、电路板(13)、5V电源(14)和钼丝(15)；敞口玻璃容器(2)置于恒温水浴锅(1)中，圆柱形石墨体(3)和钼片(4)分别置于阴极室(7)和阴极室 (6)中，阴极室(7)和阳极室(6)之间由玻璃板隔断，且阴极室(6)与阴极室(7)之间由安装在玻璃板上的离子交换膜(5)相连通，圆柱形石墨体(3)与钼片(4)之间由钼丝(15)相连接，电流表⑶和电阻(9)串联在钼丝(15)上，电阻(9)的中间抽头连接在单片机(10) 的信号输入端上，仿真机(11)的一个通信端口连接单片机(10)，仿真机(11)的另一个通信端口连接PC机(12)，5V电源(14)给单片机(10)提供电源。
专利摘要一种在线监控脂酶非均相催化反应生物传感器装置。一种酶生物传感器装置，具体涉及一种监测固定化脂肪酶水解底物过程的生物传感器装置。本实用新型将脂肪酶催化底物所产生的电子转移过程转换成电流或电阻并输出，从而判断脂肪酶催化反应的终点。本实用新型包括恒温水浴、敞口玻璃容器、阴极室、阳极室、离子交换膜、阴阳极室的连通、阴极室溶液、缓冲溶液、电流表、单片机、PC机、仿真机和铂导线。实验过程中用液相色谱测出脂肪酸和酯的含量，经20次重复实验，测出相对误差仅为4.7％，验证了本实用新型可快速准确地测定酶与底物反应过程中发生的酯键断裂程度，从而准确判断反应终点。
文档编号G01N27/26GK202119751SQ201120092889
公开日2012年1月18日 申请日期2011年4月1日 优先权日2011年4月1日
发明者于殿宇, 刘晶, 周晓丹, 孙博, 常云鹤, 李贵滨, 江连洲, 王立琦, 胡立志, 陈晓慧, 齐颖 申请人:哈尔滨商业大学