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1、生物傳感器在甲醛檢測中探究進展摘要：鑒于甲醛含量檢測成為目前關(guān)系人類健康和環(huán)境保護的一項越來越重要的指標，甲醛生物傳感器的研究成了甲醛檢測領(lǐng)域中熱門研究方向。本文綜述了現(xiàn)今在甲醛生物傳感器研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、技術(shù)應(yīng)用，同時展望了未來甲醛生物傳感器在技術(shù)和應(yīng)用上的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：生物傳感器；甲醛；研究進展Abstract:Inviewofthedetectionofformaldehydecontentbecomeanincreasinglyimportantindicatorinthehumanhealt
2、handenvironmentalprotection,andtheresearchofformaldehydebiosensorhasbecomeafocusinthefieldofformaldehydedetectionresearch.Thispaperreviewsrecentresearchinthefieldofformaldehydebiosensor,technologyapplication,andprospectthedevelopmenttrendsofthefutureformal
3、dehydebiosensoronthetechnologiesandapplications.Keyword：biosensor,Formaldehyde,AdvancesinResearch中圖分類號：TQ326.51文獻標識碼：A文章編號：61前言隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們生活水平的提高，甲醛已成為當今污染監(jiān)測的一項重要指標，快速準確地檢測甲醛對于人類健康和環(huán)境保護具有重要意。甲醛(HCHO)是一種無色、易溶、具有強烈刺激性氣味的有機污染物。目前測定甲醛的方法主要有分光光度法、電化學法、熒光法、色譜法
4、、電化學傳感器法等[1]。上述方法的主要缺陷在于需要現(xiàn)場采集樣品，再到實驗室內(nèi)進行分析，不能滿足快速、實時在線檢測和連續(xù)檢測等要求[2]。而傳統(tǒng)的電化學傳感器雖然制作簡單、成本較低、產(chǎn)品性能穩(wěn)定，但其所受干擾物質(zhì)多，且電解質(zhì)易與被測甲醛氣體發(fā)生不可逆化學反應(yīng)[3]。甲醛生物傳感器是一種生物敏感部件傳感器，能對特定的生物活性物質(zhì)或化學物質(zhì)具有高選擇性和反應(yīng)的分析裝置。按功能區(qū)分為酶傳感器、組織傳感器和微生物傳感器。具有特異性好、檢測速度快、在線分析能力強、靈敏度高等優(yōu)點[4]。2甲醛生物傳感器原理甲醛生物傳感
5、器分為為酶傳感器、組織傳感器和微生物傳感器。目前在酶傳感器和為身體微生物傳感器方面的研究較為深入。上述的幾種傳感器方式都基于甲醛脫氫酶對甲醛催化的作用。甲醛脫氫酶(formaldehydedehydrogenase,FADH,EC61.2.1.1)是中等鋅鏈醇脫氫酶家族中的一員，存在于絕大多數(shù)原核以及所有的真核生物中，對生物體內(nèi)的甲醛解毒具有重要作用[5]。大部分FADH都需要NAD+和谷胱甘肽(GSH)參與甲醛的氧化作用，而來自惡臭假單胞菌Pseudomonasputida)的甲醛脫氫酶(PADH)是目前
6、發(fā)現(xiàn)的唯一一個不依賴GSH參與甲醛氧化的脫氫酶，在有輔因子NAD+存在時PADH可把游離甲醛直接氧化為甲酸。目前研究的甲醛生物傳感器中，甲醛脫氫酶的催化機理是關(guān)鍵。如何檢測反應(yīng)過程中的電信號，如何保證能NAD+的循環(huán)存在是關(guān)鍵。這里介紹一種利用苯醌為介質(zhì)的甲醛傳感器原理。甲醛在甲醛脫氫酶（FDH）的催化下將NAD+還原為NADH，NADH進而將苯醌還原為對苯二酚，對苯二酚再奪取電極上的電子產(chǎn)生電流。通過對電流的測量即可檢測出微量氣態(tài)甲醛的濃度[6]。圖1甲醛酶傳感器的反應(yīng)原理3甲醛生物傳感器的研究3.1甲醛
7、微生物傳感器微生物傳感器分為電化學型微生物傳感器和生物發(fā)光型微生物傳感器，電化學型微生物傳感器根據(jù)測量信號的不同可分為電流型微生物電極和電位型微生物電極，又可根據(jù)微生物與底物作用原理的不同分為測定呼吸活性型微生物電極和測定代謝物質(zhì)型微生物電極。61－塑料管，2－內(nèi)充液，3－聚四氟乙烯薄膜，4－壓帽，5－微生物，6－金電極，7－Ag/AgCl圖2微生物電極結(jié)構(gòu)示意圖湯鴻雁等[7]研究了將枯草芽孢桿菌制備固定化膜，以極譜型溶解氧電極作為換能器組成微生物傳感器，測試了其對甲醛的響應(yīng)情況。實驗表明溫度為(33.5±
8、0.5)℃、pH6.76、底液中GGA的濃度為18mg•L-1時枯草芽孢桿菌對甲醛響應(yīng)最敏感，相對甲醛濃度的線性響應(yīng)范圍為0.005～0.2mg•mL-1。固定化菌膜的保存時間超過60天。微生物傳感器技術(shù)是甲醛監(jiān)測的新興技術(shù)。目前仍有許多不足之處有待進一步研究，例如制備固定化膜存在個體差異，甲醛測試微生物傳感器不夠規(guī)范化等缺點，但是，隨著固化技術(shù)和方法的進一步研究，其特異性和穩(wěn)定性的優(yōu)勢會
