淺談生命科學領域電分析化學的應用論文

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在上世紀70年代,電分析化學由生物學、化學、物理學、電生物學以及電化學等多學科相互交叉融合,逐漸形成了的一門獨立的學科。電分析化學的研究內容主要包括生物感測器和化學感測器,電分析化學採用生物活性物質與各種固態物理感測器相結合,形成一種高階的檢測儀器,這種儀器在生命科學領域中應用,靈敏度較高,而且檢測相當準確。在生命科學領域中,電分析化學是一門最基礎的相關學科,能夠為生命科學提供更多的服務。例如,採用電化學中生產的燃料電池在氧化和還原過程能夠模擬人體細胞代謝以及細胞功能,同時,電分析化學能夠廣泛的應用到心電圖、腦電圖等儀器中,將模擬生物體內器官的生理規律及其變化過程。因此,電分析化學廣泛應用在生命科學領域中,對生命科學的快速發展具有重要的意義。

淺談生命科學領域電分析化學的應用論文

1 電分析化學的概述

電分析化學的研究內容主要分為生物感測器和化學感測器,微生物電極感測器、細胞電極感測器、電化學免疫感測器、組織電極感測器、酶電極感測器、電化學DNA感測器。

1.1微生物電極感測器

微生物電極感測器主要採用細菌和酵母菌作為敏感材料,將敏感材料固定在電極表面,形成微生物感測。它能夠有效的識別含有酶的分子,對有機物具有同化作用,通過檢測能夠提高氧的吸附活性,進而測定有機物的濃度,同時,微生物感測器也廣泛應用在食品檢驗和發酵工程以及醫療衛生領域,使微生物電極感測器能夠進一步得到發展。

1.2電化學免疫感測器

由於抗體對抗原具有一定的識別和結合特性,因此電化學免疫感測器能夠利用這一特性經過組合形成的檢測裝置,電化學免疫感測器能夠將抗體與相應的抗原結合,產生的反應資訊直接轉變為電訊號,早期妊娠以及原發性肝癌的診斷採用電化學免疫感測器,具有較高的診斷靈敏性和準確性,同時電化學免疫感測器能夠測定人體的血清蛋白含量、胰島素含量等。

1.3細胞、酶、組織電極感測器

直接採用動植物的細胞或者組織薄片作為敏感元件被稱作組織細胞電極感測器,主要利用動植物組織中的酶進行感測,在製作方面t匕較容易,材料的選取較方便,製成後能夠長時間的使用,動物的組織電極主要有動物的.肝腎組織、腸組織、肌肉組織以及胸腺組織。植物的組織電極主要有植物的根、莖、葉、花、果等,植物的組織電極製備操作簡單且易儲存。

1.4電化學DNA感測器

DNA主要是遺傳物質的承擔著,能夠貯存和傳遞遺傳資訊,在電化學DNA感測器中,感測器主要採用單鏈DNA作為敏感元件,固定在化學電極表面,能夠有效的識別雜交資訊的點活性,生命科學常採用的生物樣品進行研究,如血液、血清、器官、體液等,這些樣品中含有特定DNA序列,電化學DNA感測器在測定生物醫學領域有著重要的作用。

2 電分析化學在生命科學中的應用

隨著科學技術的發展,電分析化學在生命科學領域應經廣泛的應用,近年來,我國電分析化學在生命科學領域應經取得了較大的成績,主要表現在:(l)電分析化學將傳統的動植物載體有機合成材料材料逐漸向無機合成材料以及天然材料發展,這使得電分析化學在材料的獲取上更加的便捷;(2)在電分析化學中將引進眾多的高新技術,例如將奈米技術、基因技術、溶膠以及凝膠技術等廣泛應用到生命科學領域的研究中。能夠有效的提高感測器的敏感度和準確度;(3)在生命科學的發展中,逐漸加快了電化學電子傳輸媒介的開發,使其傳輸的種類迅速蔓延擴大。在進一步深化過程中,酶感測器將奈米工藝技術融入材料的固定中,模擬人體的微環境,這樣能夠最大程度的提高酶的生物活性,從而使感測器的靈敏度和響應電流逐漸提高。

3 電分析化學在生命科學中的發展方向

在生命科學領域的發展過程中,逐漸應用電分析化學,能夠有效的提高電分析化學檢測的靈敏性和準確性,首先,電化學DNA感測器在應用過程中,將會由傳統的雙嵌合劑和三嵌合劑逐漸改進為單嵌合劑,即在嵌合分子中只有一個基團與DNA分子結合,提高了檢測的準確性。其次,電分析化學還將會在電極結構上進行優化,尋求DNA在電極表面固定的新方法,並逐漸發展成為一種穩定的自組裝單分子層修飾電極。最後,將電分析化學技術與其他學科技術緊密結合,互相補充,發展成為檢測更敏感、響應更迅捷、操作更方便的電分析化學感測器,並將其應用到醫學領域、食品衛生領域以及環境監測領域,逐漸實現電化學感測器的微型化、自動化、智慧化。

4 結語

隨著科學技術的不斷更新,電分析化學在研究過程中將會發生巨大的變化,這使得電分析化學在生命科學的研究中不僅能夠研究人體生命的過程,同時也將成為挖掘生命過程的有力工具,總之,電分析化學在分析生命科學的演變過程,揭示生命遺傳奧祕等研究中發揮著重要的作用,在電分析化學發展的同時,不僅促進了生命科學領域的發展,而且自身也在不斷進步。

參考文獻:

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