微生物電極

微生物電極是指將微生物在生存狀態下固定在高分子膜上，並與電化學傳感元件相結合而構成的一種生物功能電極，也稱微生物傳感器。

它利用細胞中酶對待測物的水解、氨解或氧化反應的選擇性催化作用，以及電化學傳感元件對反應物的選擇性探測，依據反應的化學計量關係，定量地檢測底物存在量的信息。

按其原理可分為微生物的呼吸活性型和代謝活性型兩類。前者由好氣型微生物固定化膜與氧電極組合而成，於含有有機化合物的樣品液中，有機物被微生物所攝取，使微生物的呼吸活性增加，呼吸活性的變化可由氧電極槍測出來；後者是將厭氣型微生物固定化膜與燃料電池型電極，離子選擇電極或各種氣敏電極組合而成，當微生物攝取有機物時生產各種代謝產物，如二氧化碳、氰、甲酸還原型輔酶等電極活性物質，應用上述各種電極可檢測這些代謝產物。微生物電極與酶電極相比。直接利用了細胞內的複合酶系、輔酶系和產生能量的系統，減少了酶的分離和提純過程，因而具有價格低廉、使用壽命長的優點。

微生物電極可以用於測定抗生素、維生素、氨基酸及生物需氧量(BOD)，已在醫療檢測中得到應用 ^[1]  。

生物電極是以生物材料為敏感元件，依靠生物體內物質間特有的親合力實現識別功能的電極。這類傳感器既利用了生物傳感器的選擇性好、種類多、測試費用低及適合聯機化的優點，又有電分析化學的不破壞測試體系、不受顏色影響和簡便的特點，廣泛應用於醫療、工業生產、環境監測等領域。

酶電極是生物電極中開發最早的電極，其基本結構是酶膜加骨架電極，酶膜是利用固定技術將酶固定在穩定的膜狀載體上。酶的固定方法有很多，主要有四種：

（1）吸附法。此法是通過化學吸附或物理吸附作用將酶吸附於穩定的固相載體上，如硅藻土、活性炭、甘蔗渣等等；

（2）載體偶聯法。此法是通過化學反應將酶以共價鍵聯結於具有重氮基團等的固相載體上，如苄氧甲基纖維素或葡聚糖凝膠等；

（3）交聯法。此法是採用如戊二醛之類的雙功能基團，使酶分子之間交聯聚合成網狀結構而固定化。

（4）包埋法。此法是將酶包裹於如聚丙烯酰胺、瓊脂糖等凝膠格子中，或包裝於如脂質體、微孔尼龍等，具半透膜性質的衞星膠囊中。

生物傳感器(biosensor)，是一種對生物物質敏感並將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。是由固定化的生物敏感材料作識別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質）、適當的理化換能器（如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等等）及信號放大裝置構成的分析工具或系統。生物傳感器具有接受器與轉換器的功能 ^[2]  。