无酶葡萄糖传感器工作原理

葡萄糖生物传感器的工作原理
葡萄糖生物传感器是一种基于生物化学反应的传感器，用于检测血液、尿液和其他生物体液中的葡萄糖浓度。

其工作原理大致如下：
1.酶反应：首先，传感器中包含一种葡萄糖氧化酶（GOx），它能够将葡萄糖转化为酮糖和过氧化氢。

2.电流变化：当葡萄糖存在时，它会被GOx催化氧化为过氧化氢，进而导致电位变化，并在电极表面形成电流。

因此，传感器可以通过测量电流变化来检测葡萄糖浓度。

3.反应速度：GOx对葡萄糖的反应速度取决于它们之间的接触面积和浓度差异，因此传感器的灵敏度和响应速度与GOx的浓度有关。

4.实时测量：特别是在移动装置或实时生产环境下，传感器可以与无线互联设备结合，将结果直接传递到互联网或大数据处理平台中，进行实时监测和控制。

总之，葡萄糖生物传感器工作原理简单，但具有重要的应用前景，在生物医学、环境监测和食品质量控制等领域发挥着巨大的作用。

• 东北大学的张玉梅将葡萄糖氧化酶固定在微流控 芯片通道内壁上，制成了一种集成化电化学酶生 物传感器，微流控芯片既是样品流通通道，又是 微酶反应器和电化学检测单元，所有反应都集中 在芯片通道中进行，在注射器的推动作用下实现 了对血浆中葡萄糖的流动检测。
常用的葡萄糖氧化酶的固定方法
1
2
3
4将葡萄糖氧化酶夹置于二层半透膜间固定，葡萄糖氧化后生成
过氧准化确氢，其生成量及快氧速消耗量与葡萄糖低浓成度本成正比。在极谱
仪的过氧化氢电极或氧电极予以测定。
燃料电池型 葡萄糖传感 器
将二白金网电极夹在三枚硅胶膜中。水、氧可透过硅胶膜，而
葡萄糖等溶质不能通过。葡萄糖在阴极受白金触媒作用而氧化， 氧在阳极被还原生成OH-，因而两极间发生电位差。自阳极可测 得血糖浓度。
• 目前，文献报道共价键法的微型薄膜葡萄糖传感器的扩散 限制膜，一般多采用Nafion膜，引入Nafion膜后，使传感 器的线性范围从12mmol/l扩大到40mmol/l，但使传感器的 灵敏度降低5~7倍。另外，Nafion膜材料价格较贵，一般市
场上较难购买到。
浸覆5%聚氯乙烯的四氢呋喃溶液
浸覆5%聚乙烯醇的水溶液 浸覆5%醋酸纤维素混合溶液(
葡萄糖氧化酶传感器的发展
人们力图改进电极的设计使电极微型化;选择适合的外层 选择透过性膜材料，使传感器的线性范围扩大，减小在液体 中的干扰物质对酶电极的影响；改进固定酶的方法，减少酶 的流失和在生理环境中的降解，提高传感器的稳定性。希望 能够开发一种微型化的可植入皮下、抗干扰能力强、稳定性
高、灵敏度高、线性范围宽的葡萄糖氧化酶传感器。
葡萄糖氧化酶传感器线性范围
• 未引入扩散限制膜时，传感器的实际反应速度主要由酶促 反应速度决定。在较低的葡萄糖浓度范围内，葡萄糖氧化 酶电极响应电流与葡萄糖浓度呈线性关系，即酶催化反应 是一级反应。当葡萄糖浓度较高时，酶催化反应向零级反 应过渡，传感器对多余的葡萄糖不产生响应。引入扩散限 制膜使实际反应速度由酶促反应速度和扩散转移速度共同 控制，使传感器的线性范围扩大。

基于ZnO/Nafion有机-无机复合膜固定双酶的葡萄糖传感器研究基于酶促反应的的葡萄糖传感器其最基本的原理是：利用固定化葡萄糖氧化酶膜作识别器件，将感受的葡萄糖量转换成可用输出信号。

葡萄糖传感器基本由酶膜和Clark氧电极或过氧化氢电极组成。

在葡萄糖氧化酶的催化作用下,葡萄糖发生氧化反应消耗氧气，生成葡萄糖酸内酯和过氧化氢。

葡萄糖氧化酶被半透膜通过物理吸附的方法固定在靠近铂电极的表面，其活性依赖于其周围的氧浓度。

葡萄糖与葡萄糖氧化酶反应，生成两个电子和两个质子。

被氧及电子质子包围的还原态葡萄糖氧化酶经过反应后，生成过氧化氢及氧化态葡萄糖氧化酶，葡萄糖氧化酶回到最初的状态并可与更多的葡萄糖反应。

葡萄糖浓度越高，消耗的氧越多，生成的过氧化氢越多。

葡萄糖浓度越少，则相反。

因此，氧的消耗及过氧化氢的生成都可以被铂电极所检测，并可以作为测量葡萄糖测定的方法。

但是作为检测物的过氧化氢的氧化需要在较高的电位下进行，而高电位条件下的许多电活性物质都会被氧化而干扰，影响传感器的选择性。

为了解决这个问题，就需要降低传感器的操作电位。

有两种办法可以解决这个问题：1、制备介体酶传感器，2、用过氧化物酶和氧化酶结合制成双电极。

HRP制成的过氧化物酶电极在测定过氧化氢时具有较高的灵敏度和选择性，并且操作电位通常比较低，在这样的电位下可以避免一些电活性物质的干扰。

另外纳米颗粒固定化酶在解决这一问题上也比较有效。

纳米粒子具有特殊的壳层结构。

这种结构使纳米颗粒具有特殊的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应以及由此产生的许多光学和电学性质。

纳米粒子具有高比表面积、高活性、强吸附力及高催化效率等优异特性，可增加酶的吸附量和稳定性，同时还能提高酶的催化活性，使酶的电极响应灵敏度得到提高。

将纳米材料掺杂到传感器敏感膜内，可以提供生物材料适应的微环境，达到维持生物组分活性和改进生物传感器性能的目的。

例如将ZnO分散在Nafion中构成的葡萄糖电极就利用了ZnO的比表面积大、表面反应活性高、表面活性中心多、吸附能力强等性能和Nafion的成膜、抗干扰能力，制成了响应快速、灵敏度高的葡萄糖传感器。

葡萄糖生物传感器研究概况葡萄糖是动物和植物体内碳水化合物的主要组成部分，因此葡萄糖的定量测定在生物化学、临床化学和食品分析中都占有很重要的位置。

1954年Clark的氧电极分析方法使活体组织氧分压的无损测量成为可能，由此打开了生物传感器这一研究领域。

50多年来各国科研人员对生物传感器的研究和发展使得葡萄糖传感器在食品分析、发酵控制、临床检验等诸多方面得到应用并发挥了重要的作用。

本文对葡萄糖生物传感器的分类、原理及发展概况等作一简要概述。

1.概念生物传感器是用来侦测生体内或生体外的环境化学物质或与之起特异性交互作用后产生响应的一种装置，Gronow将其定义为“使用固定化的生物分子结合换能器”[1]。

它利用生物化学和电化学反映原理，将生化反应信号转换为电信号，通过对电信号进行放大和转换，进而测量被测物质及其浓度[2]，是一种集现代生物技术与先进的电子技术于一体的高科技产品。

生物传感器可用于探索揭示生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等基本规律，探讨应用于人类经济活动的基本方法。

葡萄糖传感器是生物传感器领域研究最多、商品化最早的生物传感器[3]，为葡萄糖氧化酶，GOD）经固化后于氧电极组成成。

这一生物传感器可在非常短的响应时间（glucose oxidase内完成对葡萄糖的测定，其线性范围为0～30mg?dL-1，能稳定使用22d，测定的相对标准偏差小于1.2。

2.分类关于葡萄糖生物传感器的分类，不同的研究方向，有不同的分类方法，主要有以下三种分类。

一是根据生物传感器中分子识别元件即敏感元件划分为：酶传感器（enzyme sensor），微生）），组织传感器（tis-suesensor物传感器（microbial sensor），细胞传感器（original sensor和免疫传感器（immunolsensor）。

二是根据生物传感器的换能器即信号转换器分类，如：生物电极（bioelectrode）传感器，半），热生物传），光生物传感器（optical biosensor导体生物传感器（semi conduct biosensor）等。

2017年04月基于纳米材料的无酶葡萄糖电化学传感器研究石瑞丽(贵州工业职业技术学院，贵州贵阳550008)摘要：葡萄糖是活细胞能源来源，是能直接吸收的一种会化合物，也是人体能量的主要来源，能够保护人的肝脏，它对人体健康、疾病诊断、治疗等具有重要意义。

葡萄糖传感器一直是生物和化学领域研究的热点。

葡萄糖电化学传感器研究最早的是生物传感器。

本文简单介绍了纳米材料的特性，无酶葡萄糖电传感器的发展历史以及当下三种常见的无酶葡萄糖电化学传感器。

关键词：纳米材料；无酶葡萄糖；电化学传感器根据酶传感器分为有酶葡萄糖电化学传感器和无酶电化学传感器。

有酶葡萄糖电化学传感器主要利用酶对底物具有专一性、高效率的催化作用，能够满足医学等领域对葡萄糖的检测。

这种传感器有一个很大的缺点就是酶的活性很容易受到外界的感染，从而影响到有酶传感器的进一步发展。

而无酶葡萄糖电化学传感器则克服了有酶葡萄糖电化学传感器的这些缺点，它的响应时间快、灵敏度高、使用时间长等优点，是一种新型的葡萄糖催化材料。

1纳米材料纳米材料指的是那些结构单元大小在1纳米—100纳米之间材料，由于这种结构的材料大小接近电子的长度，使得材料本身的组织发生了很大的变化。

它的尺度接近光的波长，所以这种材料表现的熔点、光学、磁性、导电性等与材料的整体情况有很大的区别。

将纳米材料应用在无酶电化学传感器。

2无酶葡萄糖电化学传感器的发展历史近年来，无酶葡萄糖电化学传感器是是化学传感器的热门研究方向，这方面的研究国外比中国更早。

2006年，Park 对无酶传感器电化学传感器研究方面取得了一定的成效，它根据葡萄糖在金电极、珀电极、铜电极等不同电极材料的电催化氧化作用，将无酶葡萄糖电化学传感器分成了伏安法无酶葡萄糖电化学传感器、电位式无酶葡萄糖电化学传感器和电流型无酶葡萄糖电化学传感器。

伏安型无酶葡萄糖传感器是通过伏安检测法检测溶液中的葡萄糖含量；电位式无酶葡萄传感器是通过葡萄糖和敏感物质的化学反应使得溶液中的电位发生变化，从而检测溶液中的葡萄糖。

新型葡萄糖生物传感器的构筑、机理及应用研究【摘要】：葡萄糖是动植物体内碳水化合物的主要组成部分,葡萄糖的定量测定在临床化学、生物化学和食品分析中都占有很重要的地位,葡萄糖的分析与检测方法一直是研究的热点之一。

随着人们生活水平的提高和老年人口的增加,糖尿病发病率呈上升趋势,已成为仅次于心血管病和癌症的第三大危险疾病,其诊断和治疗已成为了医学界面临的重大课题。

因此,快速、准确、方便地检测血糖含量,从而有效地对糖尿病进行监测和治疗变得越来越重要。

之前,人们已经为葡萄糖的检测做出了很多重要的研究。

在已有检测方法中,生物传感器由于具有灵敏度高、重现性好、操作简便等优点,在各种检测方法中扮演着重要的角色。

它的工作原理是基于对固定在特定载体上的葡萄糖氧化酶(GOx)催化氧化葡萄糖时产生的过氧化氢电流的检测。

因此,葡萄糖氧化酶的固定化是传感器制备过程中最关键的步骤之一纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于1-100纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。

纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,并由此产生出许多特殊性质。

由于纳米材料特有的光、电、磁、催化等性能,引起了凝聚态物理界、化学界及材料科学界的科学工作者的极大关注。

因此,纳米材料在太阳能电池、催化、电子信息技术及传感器材料等方面有着深入的研究和广阔的应用前景,其中传感器是纳米材料可能利用的最有前途的领域之一。

纳米材料奇异的特性,使得生物传感器的灵敏度、检测限和响应范围等性能指标得到了很大的提升。

纳米材料为生物传感器的发展带来了新的契机,创造了更为广阔的空间。

本论文通过链接反应(ClickReaction)、聚酰胺胺(PAMAM)和聚多巴胺膜对葡萄糖氧化酶进行固定化,并利用水热法合成了树叶状CuO纳米材料、ZnO/Au复合纳米材料和纳米WO3,并将其应用于葡萄糖生物传感器的研究与应用。

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射光谱、电子衍射光谱和紫外可见分光光度法对合成的纳米材料形貌和组成进行表征,利用循环伏安法、交流阻抗、安培检测法等对葡萄糖的含量进行了检测和分析。

葡萄糖传感器的应用领域
01
02
03
04
医疗领域
用于监测糖尿病患者血糖水平 ，帮助医生制定治疗方案。
食品工业
用于检测食品中葡萄糖含量， 控制食品加工过程和产品质量
。
环境监测
用于检测水体、土壤中葡萄糖 含量，评估环境质量。
其他领域
如生物工程、发酵工程等，可 用于研究生物代谢过程和生物
传感器开发等。
02
清洁传感器
使用前，请用清水清洁传感器表面，确保没有杂质或污垢。
检查电池或电源
确保设备电池或电源充足，以保证测量过程的准确性。
使用步骤
开启设备
插入传感器
打开您的设备，进入相应的葡萄糖测量模 式。
将葡萄糖传感器插入设备的对应插槽，确 保紧密连接。
等待校准
开始测量
设备会自动进行校准，等待校准完成后再 进行测量。
稳定性问题
长时间使用后，葡萄糖传感器 的性能可能会发生变化，需要 定期校准。
成本高
目前葡萄糖传感器的制造成本 较高，限制了其广泛应用。
个体差异
不同个体对葡萄糖的吸收和代 谢存在差异，可能导致传感器
读数存在误差。
改进方向
提高准确性
通过改进传感器技术和生物兼容性， 提高葡萄糖传感器的准确性。
增强稳定性
时监测提供了可能。
高灵敏度
现代葡萄糖传感器具有 很高的灵敏度，可以检 测到低浓度的葡萄糖。
便携性
随着技术的发展，葡萄 糖传感器越来越小型化
，方便携带。
无创检测
与传统的采血检测相比 ，葡萄糖传感器无创、 无痛，减轻了患者的痛
苦。
缺点
准确性问题
由于传感器技术、生物兼容性 等因素，葡萄糖传感器的准确

葡萄糖生物传感器的工作原理
葡萄糖生物传感器是一种将生物酶与电化学传感器结合而成的生物医学设备，用于定量检测血清、血浆、尿、脑脊液等样品中的葡萄糖浓度。

其工作原理主要分为三个步骤：
1. 生物酶反应：葡萄糖生物传感器中固定有葡萄糖氧化酶（GOD），将待测样品中的葡萄糖与氧同时消耗，发生如下酶促反应：
葡萄糖 + 氧→ 葡萄糖酸 + 水
2. 电子传递：在电极表面固定GOD和辅助酶（如过氧化物酶）后，加入待测样品后，样品中的葡萄糖与电极表面的GOD发生反应，产生葡萄糖酸和水，同时释放出电子。

电子通过电极传递至体外回路，产生电流信号。

3. 电流信号测量：葡萄糖生物传感器通过测量电路测量电流信号，将其转换为葡萄糖浓度，并输出至显示设备或记录设备。

通常情况下，葡萄糖生物传感器的检测范围在0.1-10mmol/L之间，可精确到0.1mmol/L以下。

总之，葡萄糖生物传感器的工作原理是将生物酶反应和电化学传感器技术相结合，通过测量电流信号来定量检测样品中的葡萄糖浓度。

其具有操作简便、快速、准确等特点，在临床医学中广泛应用于糖尿病的诊断和治疗。

文献综述葡萄糖生物传感器的进展过程及研究成果摘要：总结了葡萄糖生物传感器研究的发展过程；阐述了第一代经典葡萄糖酶电极、第二代传递介体传感器及第三代直接传感器的原理和特性，并介绍了其它类型的葡萄糖传感器技术及产品，部分产品在医学上的应用。

最后，总结和展望了葡萄糖生物传感器研究及应用的发展趋势。

关键词：葡萄糖；生物传感器；医学领域；进展引言：葡萄糖传感器是生物传感器领域研究最多、商品化最早的生物传感器。

葡萄糖生物传感器的发展基于两个方面的技术基础：第一，葡萄糖是动物和植物体内碳水化合物的主要组成部分，葡萄糖的定量测定在生物化学、临床化学和食品分析中都占有很重要的位置，其分析方法的研究一直引起人们的关注。

特别是临床检验中对血糖分析技术的需求，促进了葡萄糖酶分析方法建立；第二，1954年，Clark建立了氧电极分析方法。

1956年又对极谱式氧电极进行了重大改进，使使活体组织氧分压的无损测量成为可能，并首次提出了氧电极与酶的电化学反应理论。

根据Clark电极理论，自20世纪60年代开始，各国科学家纷纷开始葡萄糖传感器的研究。

经过近半个世纪的努力，葡萄糖传感器的研究和应用已有了很大的发展，在食品分析、发酵控制、临床检验等方面发挥着重要的作用[1]。

1 经典葡萄糖酶电极1962年，Clark和Lyon发表了第一篇关于酶电极的论文[2]。

1967年Updik和Hicks首次研制出以铂电极为基体的葡萄糖氧化酶（GOD）电极。

用于定量检测血清中的葡萄糖含量[3]。

这标志着第一代生物传感器的诞生。

该方法中葡萄糖氧化酶固定在透析膜和氧穿透膜中间，形成一个“三明治”的结构，再将此结构附着在铂电极的表面。

在施加一定电位的条件下，通过检测氧气的减少量来确定葡萄糖的含量。

由于大气中氧气分压的变化，会导致溶液中溶解氧浓度的变化，从而影响测定的准确性[4]。

为了避免氧干扰，1970年，Clark对其设计的装置进行改进后，可以较准确地测定H 2O2的产生量，从而间接测定葡萄糖的含量[5]。

无酶葡萄糖传感器技术研究进展作者：肖棹月来源：《电子技术与软件工程》2018年第24期摘要葡萄糖的检测与分析对人体健康及疾病诊断、治疗和控制有着重要作用。

因此葡萄糖传感器的研究一直为化学与生物传感器的研究特点。

常见的葡萄萄糖电化学传感器按是否使用酶分为有酶传感器和无酶传感器。

有酶传感器利用酶对底物高效率、转一性和温和的作用条件对酶进行催化，而具有灵敏度高、选择性好和作用条件温和等优点。

然而酶的活性容易受到外界条件的干扰限制了有酶传感器的应用。

而无酶葡萄糖传感器则能克服这些缺陷，可以实现连续葡萄糖监测，相比传统的葡萄糖传感器，高稳定，易于制造而备受关注。

而其电极材料往往具有独特的微观或纳米结构，近年来，出现各种各样的材料包括责金属、金属氧化物、碳纳米管、石墨烯、聚合物和复合材料等。

本文通过分析国内外在无酶葡萄糖传感器的电极材料，对无酶葡萄糖传感技术研究进展进行总结。

【关键词】生物传感技术电化学葡萄糖检测葡萄糖传感器技术的开发可以分为四代。

第一代葡萄糖传感器依赖于在电极上固定一种催化酶，如葡萄糖氧化酶（ GOx）。

GOx作为葡萄糖和氧气反应的催化剂。

葡萄糖在电极处被氧化，形成葡萄糖内脂和过氧化氢。

因此可以通过检测电极产生的过氧化氢量来确定初始样品中葡萄糖的浓度。

然而，这个反应需要氧气为反应介质，所以第一代传感器无法有效地检测氧气缺陷样本。

第一代传感器還存在另一个问题是血液中存在抗坏血酸、尿酸等电源性物质的干扰。

第二代葡萄糖传感器技术是使用非生理的人工介质，如二茂铁衍生物、清华贴等去代替第一代氧气介质，同时促进电子传输过程。

第二代葡萄糖传感器固然能克服第一代葡萄糖传感器的一些缺陷，但其性能和灵敏度仍然受介质pH变化和电极表面温度、适度变化的影响。

第三代葡萄糖传感器技术是通过在电极上固定一种酶来消除对反应介质的需要，使电子直接从酶转移到电极。

然而第三代葡萄糖传感器仍因为酶活性受温度湿度影响的原因受到限制。

的生物 活性 物 质 （ 如酶 、 抗原 、 抗体、 核酸 、 激 素、
细胞器等 ） ， 通过换能器可将这些生物活性 表达 的信号转换为电、 声、 光等可检测的物理信号 ， 再
使用 现代 微 电子 和 自动 化 仪 表技 术 将 所 得 的信 号在 检测 器上 显示 或 记 录下来 ， 由于其 信号 大小 与分 析物 含量 或浓 度存 在定 量 关 系 ， 从 而实 现在 复杂 的体 系 中对待 测 物质进 行 快 速 、 定量、 在线 、 连续 监测 的作 用 ， 因此 ， 生 物传 感 器是 生 物 学 、 医 学、 电化 学 、 光学 、 热学 及 电子技 术 等 多学 科 相互
第２ ９卷
第
ＮＡ Ｔ ＵＲＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣ ＥＳ Ｊ Ｏ ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢ Ｉ Ｎ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖ ｏ １ ． ２ ９， Ｎ ｏ ． ３ ２ ０ １ ３
无 酶 葡萄 糖 生 物传 感 器 的研 究 进 展 术
强 等优 异性质 ． 研 究者将 纳 米材 料 应用 到 生物 电
化学传感器中， 实现了生物活性物质与电极之 间 的直 接 电子转 移 ， 提高 了 电化 学 生 物传 感器 的 电
信号 响应 灵 敏度 及 稳定 性 ．目前 ， 葡 萄 糖 生 物 传 感器 研究 最 多 的还 是含 酶 纳米 生物 传 感器 ， 即利 用 纳米 材 料 比表 面 积 大 ， 表 面 自 由能 提 高 的 特
流型生物传感器是反应所 引起 的物质量 的变化 转变成电流信号输 出， 输 出电流大小直接与底物
浓度 有关 ． 与 电位 型 传 感 器 相 比 ， 电流 型 生 物 传 感器 具 有更 简单 、 直观 的效 果 ， 且灵 敏 度较 高 ， 是 葡 萄糖 生物传 感 器 中研 究最 多 的一类 ¨ ． 随 着 当今 纳 米技术 的高速 发展 ， 纳 米 材料 的

ｓ ｏ ｅ ｉｈ ｓｎ ｉｖｔ ，ｏ ｄｌｎ — ｒ ｓ ｂｌｙａ ｄａｃ ｒ ｉ ｎｉ ｎｅｆｒｎ ｅａ ｉｔ． ｈ ｗ ｄ ｈｇ ｅ ｓｔ ｉ ｇ ｏ ｏ ｇｔ ｍ ｔ ｉｔ ｎ ｅｔ ｎａ ｔ ｉｔｒｅｅ ｃ ｂｌ ｙ ｉ ｙ ｅ ａ ｉ ａ － ｉ
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有 报 道 。
２ １ 过氧化聚吡咯／ ． 铅笔芯 电极 （ Ｏｘ—Ｐ ｙ Ｐ Ｅ） Ｐ ／ Ｇ 的微观形貌
为了考察传感器 的表 面微 观形貌 ， 采用扫描 电镜 （ Ｅ 观 Ｓ Ｍ） 察 ０ Ｐ ｙ Ｐ Ｅ形态 ， ｘ— Ｐ／ Ｇ 如图 １ 示 ， 所 可见其 表面多 为粗糙 的菜 团状结 构 ， 另有一部分微触角形貌 。这类形 貌可 以有 效提高 传 感 器的表面积 ， 利于 Ｃ Ｐ ｏ ｃ的吸附 ， 提高传感器 的灵敏度 。

生物医学传感器测量与信号处理课程设计报告姓名：孙盼学号：200900172020班级：生物医学工程目录一、设计题目 (4)二、设计目的 (4)三、设计内容 (4)四、设计要求 (4)1、引言 (4)2、国内外现状分析 (5)3、设计原理及逻辑框图 (6)4、分析与讨论 (11)5、结论（展望） (16)6、设计心得体会 (16)一、设计题目：尼龙网为固定酶载体的葡萄糖传感器设计二、设计目的：1、掌握生物医学传感器的应用2、熟悉传感器的一般结构，掌握简单传感器电路的设计方法。

3、通过设计，掌握一般葡萄糖传感器设计方法，熟悉葡萄糖检测的原理。

三、设计内容：设计一个可以测量葡萄糖的生物传感器，主要是检测葡萄糖的浓度，可用于人体血糖、发酵罐内葡萄糖、部分实验室等场合的葡萄糖检测与控制四、设计要求：1、引言葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是一种多羟基醛。

纯净的葡萄糖为无色晶体，有甜味但甜味不如蔗糖，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。

植物可通过光合作用产生葡萄糖。

葡萄糖有许多重要的作用。

葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。

它的氧化反应放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源。

葡萄糖在医学上主要用作注射用营养剂（葡萄糖注射液）；食品工业上葡萄糖经异构酶处理后可制造果糖，尤其是含果糖42%的果葡糖浆，其甜度同蔗糖，已成为当前制糖工业的重要产品。

在食品、医药工业上可直接使用，在印染制革工业中作还原剂，在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用葡萄糖作还原剂。

工业上还大量用葡萄糖为原料合成维生素C(抗坏血酸)。

葡萄糖可以作为身体健康状况的指标。

如检测糖尿病，高血糖等疾病。

临床上做糖尿病的诊断试验时，通常是测定静脉空腹血糖。

当静脉空腹血糖<5.0mmol/L，可排除糖尿病；当静脉空腹血糖>7.0mmol/L并且有临床症状时，则可以诊断为糖尿病；而当静脉空腹血糖在5.5～7.0mmol/L之间并且怀疑糖尿病时，要做进一步实验，早期发现糖代谢异常，早期诊断糖尿病。

一种新型无酶电流型葡萄糖生物传感器林丞;熊兆贤;薛昊;陈淑娴;邱虹【摘要】A non-erzyme ampcrometric biosensor,hased on clectropolymcrization of overoxidized polypyrrole onto pencil Sraphite electrode ( PCE) and modified with Cobalt( Ⅱ ) phthalocyanine was fabricated.'The result result showed that under optimal condiiions , the scnsitivity of the biosensor was 6. 42 μA//( mmoL/L) , with a wide linear range from 0 to 10 mmol/l. ( a correUuion coefficient of 0. 992 9). The response time was ahout 7 s and calculated deicction limit was 70. 1μmol/L. The resulting biosenaor showed high sensiiivity,good long-tcrm stability and a certain anti-interferencee ability.%采用电聚合过氧化聚吡咯(Ox-PPy)于铅笔芯电极(PGE),并将酞菁钴(CoPc)对其修饰,制作了一种新型无酶电流型葡萄糖生物传感器.实验结果表明:在优化条件下,传感器的灵敏度为6.42μA/(mmol/L),线性范围0～10 mmol/L,线性相关度R=0.9929,响应时间小于10 s,最低检测限为70.1μmol/L.该传感器具有较高的灵敏度,较好的稳定性和一定的抗干扰能力.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】3页(P4-5,8)【关键词】生物传感器;无酶;电流型;葡萄糖;酞菁钴;过氧化聚吡咯【作者】林丞;熊兆贤;薛昊;陈淑娴;邱虹【作者单位】厦门大学材料学院,福建厦门,361005;厦门大学材料学院,福建厦门,361005;厦门大学材料学院,福建厦门,361005;厦门大学材料学院,福建厦门,361005;厦门大学材料学院,福建厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】TP2120 引言基于葡萄糖氧化酶生物传感器的灵敏度、稳定性和重复性，在制备、储存和使用过程中，常受到环境影响［1］。