微生物传感器的结构与组成

• 　　微生物传感器由固定化微生物、换能器和信号输出装置组成，利用固定化微生物代谢消耗溶液中的溶解氧或产生一些电活性物质并放出光或热的原理实现待测物质的定量测定。其中最主要的部分是固定化微生物和换能器，这两部分对传感器的灵敏度有很大的影响。

  　　固定化微生物是传感器的信息捕捉功能元件，是影响传感器性能的核心部件。它既要求将微生物限制在一定的空间，不流失，又要求保持微生物的固有活性和良好的机械性能。固定化技术决定传感器的稳定性、灵敏性和使用寿命等性能指标。目前，固定化技术分为物理法和化学法：物理法主要有吸附法、夹层法、包埋法；化学法主要为交联法。吸附法是利用载体与微生物细胞间简单的物理吸附进行固定，即将菌悬液离心，过滤到醋酸纤维膜、滤纸或尼龙网膜上。此法最早被采用，其优点是对微生物无毒害，操作简便，其缺点是微生物易泄漏损失，造成传感器稳定性差。夹层法是将适量湿菌体夹在两层醋酸纤维膜之间，用适当黏合剂粘合起来或先用抽滤装置将两层膜黏附在一起。该法操作简便，膜响应稳定。包埋法是迄今为止应用、研究最为广泛的固定化技术，它能将微生物细胞包埋并固定在高分子聚合物三维空间网状结构中，多采用溶胶凝胶或聚合物包埋，常用的聚合物有聚乙烯醇、海藻酸盐等。该法的优点是对微生物细胞活性影响较小，微生物不易流失，膜的孔径和几何形状可以控制，膜稳定性高，可长时间储藏。交联法是借助双功能试剂，使生物活性物质结合到惰性载体上或直接共价键结合到转换元件上。