㈠ 生物感測器可以用在哪些領域
生物感測器是利用生物活性物質與電化學或其他感測器相結合而形成的新型探測器件。生物感測器中最關鍵的部件是生物活性物,它可以是生物酸、抗體、生物膜或者活細胞等。這些活性物質與所要測定的物質相遇,便會發生化學變化、物理變化和生物化學變化。此類變化進一步通過化學過程或其他感測器的作用,轉化為電信號或光信號,就可以被儀器記錄下來,成為可掌握攔緩森的信息。
世界上第一台生物感測器是在60年代由美國開發成功的酶簡畝感測器。他們利用酶的專一性,即能識別某種物質分子的獨特功能,研究成生物感測器的最初構型——葡萄糖酶電極。用它可以很方便地測定出人體血液中和尿中的葡萄糖含量。這是檢查糖尿病很有效的辦法。
從那以後,開發生物感測器進入了一個飛速發展的時期。首先,生物感測器有極佳的檢測本領,即使是含量極低的檢測物也逃不過它的火眼金睛。第二,生物感測器的測定過程簡便快速。一般檢測一次僅需20秒鍾,而以往檢測方法一般需要2~20小時。第三,它可以直接在人體內進行檢測,而不需在體外取樣進行檢測。
生物哪拆感測器已廣泛應用於食品、衛生、醫療、環境等領域。
㈡ 生物感測器的應用領域
生物感測器是一門由生物、化學、物理、醫學、電子技術等多種學科互相滲透成長起來的高新技術。因其具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低、在復雜的體系中進行在線連續監測,特別是它的高度自動化、微型化與集成化的特點,使其在近幾十年獲得蓬勃而迅速的發展。
在國民經濟的各個部門如食品、制葯、化工、臨床檢驗、生物醫學、環境監測等方面有廣泛的應用前景。特別是分子生物學與微電子學、光電子學、微細加工技術及納米技術等新學科、新技術結合,正改變著傳統醫學、環境科學動植物學的面貌。生物感測器的研究開發,已成為世界科技發展的新熱點,形成21世紀新興的高技術產業的重要組成部分,具有重要的戰略意義。 生物感測器在食品分析中的應用包括食品成分、食品添加劑、有害毒物及食品鮮度等的測定分析。
⑴食品成分分析在食品工業中,葡萄糖的含量是衡量水果成熟度和貯藏壽命的一個重要指標。已開發的酶電極型生物感測器可用來分析白酒、蘋果汁、果醬和蜂蜜中的葡萄糖。其它糖類,如果糖,啤酒、麥芽汁中的麥芽糖,也有成熟的測定感測器。
Niculescu等人研製出一種安培生物感測器,可用於檢測飲料中的乙醇含量。這種生物感測器是將一種配蛋白醇脫氫酶埋在聚乙烯中,酶和聚合物的比例不同可以影響該生物感測器的性能。在目前進行的實驗中,該生物感測器對乙醇的測量極限為1nmol/L。
⑵食品添加劑的分析
亞硫酸鹽通常用作食品工業的漂白劑和防腐劑,採用亞硫酸鹽氧化酶為敏感材料製成的電流型二氧化硫酶電極可用於測定食品中的亞硫酸鹽含量,測定的線性范圍為0~6的負四次方mol/L。又如飲料、布丁、醋等食品中的甜味素,Guibault等採用天冬氨酶結合氨電極測定,線性范圍為2×10的負五次方~1×10的負三次方 mol/L。此外,也有用生物感測器測定色素和乳化劑的報道。
⑶農葯殘留量分析
人們對食品中的農葯殘留問題越來越重視,各國政府也不斷加強對食品中的農葯殘留的檢測工作。
Yamazaki等人發明了一種使用人造酶測定有機磷殺蟲劑的電流式生物感測器,利用有機磷殺蟲劑水解酶,對硝基酚和二乙基酚的測定極限為10的負七次方mol,在40℃下測定只要4min。Albareda等用戊二醛交聯法將乙酞膽鹼醋酶固定在銅絲碳糊電極表面,製成一種可檢測濃度為10的負十次方mol/L的對氧磷和10的負十一次方mol/L的克百威的生物感測器,可用於直接檢測自來水和果汁樣品中兩種農葯的殘留。
⑷微生物和毒素的檢驗
食品中病原性微生物的存在會給消費者的健康帶來極大的危害,食品中毒素不僅種類很多而且毒性大,大多有致癌、致畸、致突變作用,因此,加強對食品中的病原性微生物及毒素的檢測至關重要。
食用牛肉很容易被大腸桿菌0157.H7.所感染,因此,需要快速靈敏的方法檢測和防禦大腸桿菌0157.H7一類的細菌。Kramerr等人研究的光纖生物感測器可以在幾分鍾內檢測出食物中的病原體(如大腸桿菌0157.H7.),而傳統的方法則需要幾天。這種生物感測器從檢測出病原體到從樣品中重新獲得病原體並使它在培養基上獨立生長總共只需1天時間,而傳統方法需要4天。
還有一種快速靈敏的免疫生物感測器可以用於測量牛奶中雙氫除蟲菌素的殘余物,它是基於細胞質基因組的反應,通過光學系統傳輸信號。已達到的檢測極限為16.2ng/mL。一天可以檢測20個牛奶樣品。
⑸食品鮮度的檢測
食品工業中對食品鮮度尤其是魚類、肉類的鮮度檢測是評價食品質量的一個主要指標。Volpe等人以黃嗦吟氧化酶為生物敏感材料,結合過氧化氫電極,通過測定魚降解過程中產生的一磷酸肌苷(IMP)、肌苷(HXR)和次黃嘌吟(HX)的濃度,從而評價魚的鮮度,其線性范圍為5x10的負10次方~2x10的負4次方mol/L。 環境污染問題日益嚴重,人們迫切希望擁有一種能對污染物進行連續、快速、在線監測的儀器,生物感測器滿足了人們的要求。已有相當部分的生物感測器應用於環境監測中。
⑴水環境監測
生化需氧量(BOD)是一種廣泛採用的表徵有機污染程度的綜合性指標。在水體監測和污水處理廠的運行控制中,生化需氧量也是最常用、最重要的指標之一。常規的BOD測定需要5d的培養期,而且操作復雜,重復性差,耗時耗力,干擾性大,不適合現場監測。SiyaWakin等人利用一種毛孢子菌(Trichosporoncutaneum)和芽孢桿菌(Bacilluslicheniformis)製作一種微生物BOD感測器。該BOD生物感測器能同時精確測量葡萄糖和谷氨酸的濃度。測量范圍為0.5~40mg/L,靈敏度為5.84nA/mgL。該生物感測器穩定性好,在58次實驗中,標准偏差僅為0.0362。所需反應時間為5~lOmin。
硝酸根離子是主要的水污染物之一,如果添加到食品中,對人體的健康極其有害。Zatsll等人提出了一種整體化酶功能場效應管裝置檢測硝酸根離子的方法。該裝置對硝酸根離子的檢測極限為7x10的負5次方mol,響應時間不到50s,系統操作時間約為85s。
此外,Han等人發明了一種新型微生物感測器,可用於測定三氯乙烯。該感測器將假單細胞菌JI104固定在聚四氟乙烯薄膜(直徑:25 mm,孔徑:0.45μm)上。再將薄膜固定在氯離子電極上。帶有AgCl/Ag2S薄膜(7024L,DKK,日本)的氯離子電極和Ag/AgCI參比電極連接到離子計(IOL-50,DKK,日本)上,記錄電壓的變化,與標准曲線對照,測出三氯乙烯的濃度。該感測器線性濃度范圍為0.1~ 4 mg/L,適於檢測工業廢水。在最優化條件下,其響應時間不到10min。
⑵大氣環境監測
二氧化硫(S02)是酸雨酸霧形成的主要原因,傳統的檢測方法很復雜。Martyr等人將亞細胞類脂類(含亞硫酸鹽氧化酶的肝微粒體)固定在醋酸纖維膜上,和氧電極製成安培型生物感測器,對S02形成的酸雨酸霧樣品溶液進行檢測,lOmin可以得到穩定的測試結果。
NOx不僅是造成酸雨酸霧的原因之一,同時也是光化學煙霧的罪魁禍首。Charles等人用多孔滲透膜、固定化硝化細菌和氧電極組成的微生物感測器來測定樣品中亞硝酸鹽含量,從而推知空氣中NOx的濃度。其檢測極限為0.01xl0負6次方mo1/L。 在各種生物感測器中,微生物感測器具有成本低、設備簡單、不受發酵液混濁程度的限制、可能消除發酵過程中干擾物質的干擾等特點。因此,在發酵工業中廣泛地採用微生物感測器作為一種有效的測量工具。
⑴原材料及代謝產物的測定
微生物感測器可用於測量發酵工業中的原材料(如糖蜜、乙酸等)和代謝產物(如頭孢黴素、谷氨酸、甲酸、醇類、乳酸等)。測量的裝置基本上都是由適合的微生物電極與氧電極組成,原理是利用微生物的同化作用耗氧,通過測量氧電極電流的變化量來測量氧氣的減少量,從而達到測量底物濃度的目的。
2002年,Tkac等人將一種以鐵氰化物為媒介的葡萄糖氧化酶細胞生物感測器用於測量發酵工業中的乙醇含量,13s內可以完成測量,測量靈敏度為3.5nA/mM。該微生物感測器的檢測極限為0.85nM,測量范圍為2~270nM,穩定性能很好。在連續8.5h的檢測中,靈敏度沒有任何降低。
⑵微生物細胞數目的測定
發酵液中細胞數的測定是重要的。細胞數(菌體濃度)即單位發酵液中的細胞數量。一般情況下,需取一定的發酵液樣品,採用顯微計數方法測定,這種測定方法耗時較多,不適於連續測定。在發酵控制方面迫切需要直接測定細胞數目的簡單而連續的方法。人們發現:在陽極(Pt)表面上,菌體可以直接被氧化並產生電流。這種電化學系統可以應用於細胞數目的測定。測定結果與常規的細胞計數法測定的數值相近。利用這種電化學微生物細胞數感測器可以實現菌體濃度連續、在線的測定。 醫學領域的生物感測器發揮著越來越大的作用。生物感測技術不僅為基礎醫學研究及臨床診斷提供了一種快速簡便的新型方法,而且因為其專一、靈敏、響應快等特點,在軍事醫學方面,也具有廣的應用前景。
⑴臨床醫學
在臨床醫學中,酶電極是最早研製且應用最多的一種感測器,已成功地應用於血糖、乳酸、維生素C、尿酸、尿素、谷氨酸、轉氨酶等物質的檢測。其原理是:用固定化技術將酶裝在生物敏感膜上,檢測樣品中若含有相應的酶底物,則可反應產生可接受的信息物質,指示電極發生響應可轉換成電信號的變化,根據這一變化,就可測定某種物質的有無和多少。利用具有不同生物特性的微生物代替酶,可製成微生物感測器,在臨床中應用的微生物感測器有葡萄糖、乙酸、膽固醇等感測器。若選擇適宜的含某種酶較多的組織,來代替相應的酶製成的感測器稱為生物電極感測器。如用豬腎、兔肝、牛肝、甜菜、南瓜和黃瓜葉製成的感測器,可分別用於檢測谷醯胺、鳥嘌呤、過氧化氫、酪氨酸、維生素C和胱氨酸等。
DNA感測器是目前生物感測器中報道最多的一種,用於臨床疾病診斷是DNA感測器的最大優勢,它可以幫助醫生從DNA,RNA、蛋白質及其相互作用層次上了解疾病的發生、發展過程,有助於對疾病的及時診斷和治療。此外,進行葯物檢測也是DNA感測器的一大亮點。Brabec等人利用DNA感測器研究了常用鉑類抗癌葯物的作用機理並測定了血液中該類葯物的濃度。
⑵軍事醫學
軍事醫學中,對生物毒素的及時快速檢測是防禦生物武器的有效措施。生物感測器已應用於監測多種細菌、病毒及其毒素,如炭疽芽孢桿菌、鼠疫耶爾森菌、埃博拉出血熱病毒、肉毒桿菌類毒素等。
2000年,美軍報道已研製出可檢測葡萄球菌腸毒素B、蓖麻素、土拉弗氏菌和肉毒桿菌等4種生物戰劑的免疫感測器。檢測時間為3~lOmin,靈敏度分別為10,5Omg/L,5x10的5次方,和5x10的4次方cfu/ml。Song等人製成了檢測霍亂病毒的生物感測器。該生物感測器能在30min內檢測出低於1xlO的負5次方mol/L的霍亂毒素,而且有較高的敏感性和選擇性,操作簡單。該方法能夠用於具有多個信號識別位點的蛋白質毒素和病原體的檢測。
此外,在法醫學中,生物感測器可用作DNA鑒定和親子認證等。
㈢ 如何用壓阻式感測器測定液體表面張力系數
用硅壓阻力敏感測器測定液體表面張力系數
一.實驗目的
1.了解液體表面張力的性質,掌握拉托法測定液體表面張力的原理。
2.學習硅壓阻力敏感測器的物理原理,測定水等液體的表面張力系數。
二.實驗儀器
圖1 表面張力系數測氏兄定儀
WBM-1A型液體表面張力測定儀、游標卡尺
三.實驗原理(缺兩張圖)
表面張力是分子力的一種表現,它發生在液體和氣體接觸的邊界部分,是由表面層的液體分子處於特殊情況決定的。液體內部的分子和分子之間幾乎是緊挨著的,分子間經常保持平衡距離,稍遠一些就相吸,稍近一些就相斥,這就決定了液體分子不像氣體分子那樣可以無限擴散,而只能在平衡位置附近振動和旋轉。在液體表面附近的分子,由於上層空間氣相分子對它的吸引力小於內部液相分子對它的吸引力,所以該分子所受合力不等於零,其合力方向垂直指向液體內部,這種收縮力稱為表面張力。表面層分子間的斥力隨它們彼此間的距離增大而減小,在這個特殊層中分子間的引力作用占優勢。如果在液體表面上任意劃一條分界線MN把液面分成a、b兩部分(如圖2所示),f表示a部分表面層中的分子對b部分的吸引力,f´表示右部分表面層中的分子對a部分的吸引力,這兩部分的力一定大小相等、方向相反。這種表殲陸襲面層中任何兩部分間的相互牽引力,促使了液體表面層具有收縮的趨勢。由於表面張力的作用,液體表面總是趨向於盡可能縮小,因此空氣中的小液滴往往呈圓球形狀。
圖2 液體表面張力示意圖
表面張力的方向和液面相切,並和兩部分的分界線垂直,如果液面是平面,表面張力就在這個平面上。如果液面是曲面,表面張力就在這個曲面的切面上。表面張力是物質的特性,其大小與溫度和界面的性質有關。表面張力f的大小跟分界線MN的長度L成正比,可寫成
f = αL (1)
系數α叫做表面張力系數,它的單位是「N/m」。在數值上表面張力系數就等於液體表面相鄰兩部分間單位長度的相互牽引力,表面張力系數與液體的溫度和純度等有關,與液面大小無關。液體溫度升高,α減小,純凈的液體混入微量雜質後,α明顯減小。
圖3 拉脫過程受力分析
普通物理實驗中測量表面張力的常用方法有拉脫法、毛細管法和最大泡壓法等。這里我們採用拉脫法,用硅壓阻力敏感測器測量液體的表面張力。具體測量方法是把一個表面清潔的鋁合金圓環吊掛在力敏感測器的拉鉤上,升高升降台使鋁合金圓環垂直浸入液體中,降低升降台,液面下降,當吊環底面與液面平齊或略高時,由於液體表面張力的作用,吊環的內、外壁會帶起一部分液體,如圖3所示。平衡時吊環重力mg、向上拉力F與液體表面張力f滿足
F=mg+fcosφ (2)
吊環臨界脫離液體時,φ=0,即cosφ=1,則平衡條件近似為
f=F-mg=α(D1+D2)π (3)
式中D1、D2分別為悉戚吊環的內徑和外徑,液體表面的張力系數為
α=(F-mg)/π(D1+D2) (4)
實驗需測出F、mg及D1和D2。
利用力敏感測器測力,首先進行硅壓阻力敏感測器定標,求得感測器靈敏度B (mV/N),再測出吊環在即將拉脫液面時(F=mg+f)電壓表讀數U1,記錄拉脫後(F=mg)數字電壓表的讀數U2,代入式(3)得
α=(U1+U2)/Bπ(D1+D2)。 (5)
四.實驗步驟
1. 實驗准備
開機預熱15分鍾,清洗玻璃器皿和吊環;用游標卡尺分別測量吊環的內外直徑D1和D2。
2.硅壓阻力敏感測器定標
(1)將砝碼盤掛在力敏感測器的鉤上,選擇「200 mV」檔位對感測器調零定標。
(2)每次將1 g(1個)的砝碼放入砝碼盤內,分別記錄下數字電壓表的讀數,直至加到7 g為止,將數據記錄於表1中(待電壓表輸出基本穩定後再讀數)。
3.測定表面張力
在玻璃器皿內放入待測的水並安放在升降台上,將金屬吊環掛在力敏感測器的鉤上,吊環應保持水平,順時針緩慢轉動升降台使液面上升,當吊環下沿部分全部浸入液體內時,改為逆時針緩慢轉動升降台使液面下降,觀察環浸入液體中及從液體中拉起時的物理過程和現象,特別注意吊環即將拉斷液面前一瞬間的數字電壓表讀數U1和拉斷後數字電壓表讀數U2,並記錄下這兩個數值,重復上述測量過程5次,應的U1和U2記錄於表2中。
五.注意事項
(1)力敏感測器使用時用力不宜大於30 g,否則損壞感測器,砝碼應輕拿輕放。
(2 器皿和吊環經過潔凈處理後,不能再用手接觸,亦不能用手觸及液體。
(3)吊環保持水平,緩慢旋轉升降台,避免水晃動,准確讀取U1和U2。
(4)實驗結束後擦乾、包好吊環。
六.實驗數據
表1 力敏感測器定標
砝碼質量/g
1
2
3
4
5
6
7
輸出電壓/mV
根據定標公式U=B*mg,用最小二乘法確定儀器的靈敏度B, g=9.80 m/s2。
表2 測定水的表面張力系數
次數
U1/mV
U2/mV
Δ(U1-U2)/mV
α/(×10-3N/m)
1
2
3
4
5
內徑D1/mm
外經D2/mm
七.思考題
(1)還可以採用哪些方法對力敏感測器靈敏度B的實驗數據進行處理?
(2)分析吊環即將拉斷液面前的一瞬間電壓表讀數值由大變小的原因?
(3)對實驗的系統誤差和隨機誤差進行分析,提出減小誤差改進實驗的方法措施?
㈣ 高中生物實驗室配置標准
高中生物教學儀器配備要求編號名稱規格功能單位數量配備要求必修選修1 選修2 選修3 0 通用 00 視聽 00005 視頻展示台≥ 85萬像素,≥ 600TV 線台1* 00006 投影機光通量≥ 3000lm ,解析度≥ 1024 × 768 台1* 00007 銀幕幅1* 00008 彩色電視機 CRT 或背投或平板台1* 00010 影碟機台1* 00011 照相機數碼型,≥ 800 萬像素, 2G台1* 00013 攝像機數碼型,≥ 200 萬像素,硬碟或快閃記憶體存儲台1* 01 計算機 01001 計算機多媒體台1~ 15* 01002 計算機數據採集處理系統開放式軟體系統,智能介面,在線系統,或有離線系統,可配套專用實驗儀器。溫度感測器、濕度感測器、光強感測器、 pH值感測器、溶解氧等感測器等套1~ 13* 01004 掃描儀 A4幅面, USB2.0 ,不低於 2400 × 4800(dpi) 台1* 02 一般 02002 打孔器四件套5√ 02009 書寫白板 900mm × 1800mm ,雙面,帶支架塊1√ 02020 儀器車輛1~2√ 02040 生物顯微鏡≥ 640 倍台 25~ 50√ 02040 生物顯微鏡≥ 1000 倍,帶光源、標尺台 25~ 50* 02040 生物顯微鏡≥ 1000 倍,雙筒台3~5√ 02042 數碼顯微鏡≥ 130 萬像素, USB 介面,相關圖像處理軟體台1~ 14* 02044 雙目立體顯微鏡 40倍台2√ 02051 放大鏡手持式,有效通光孔徑不小於 30mm ,5倍個9~ 25√ 02070 電動離心機 0r/min ~ 4000 r/min 10mL ×8,無刷電機,帶電鎖台1√ 02070 電動離心機 3000 r/min ~ 16000 r/min 1.5mL × 12+0.5mL × 12 無刷電機,帶電鎖台1√ 02073 磁力加熱攪拌器容量: 20mL ~ 3000mL 轉速:0 r/min ~ 1200 r/min ,無級調速台1√√ 02080 高壓滅菌鍋手提式, 18L台1√ 02080 高壓滅菌鍋 30L ~ 50L ,立式或卧式台1√ 02082 恆溫水浴鍋一列兩孔或四孔台2~4√ 02084 烘乾箱≥ 80L台1√√ 02086 電冰箱> 200L 台1√√ 02087 恆溫培
㈤ 高中生物哪些實驗可以用到感測器
光合作用,呼吸作用實驗測空氣中CO2的含量
㈥ 北京市第一七一中學的設施設備
動物、微生物實驗室建於2008年,實驗室現有實驗儀器設備總價值為60萬元。實驗室面積為60平方米,可容納30名學生同時實驗。
實驗室主要儀器有生物顯微鏡、自動控制發酵罐、台式恆溫振盪器、生化培養箱、蒸汽消毒器、乾燥箱、超凈工作台、PCR儀、凝膠成像系統等分子生物學相關儀器。有專用無菌操作室和生物安全櫃。
動物、微生物實驗室可承擔部分高中學生生物學的實驗教學任務及同時,本實驗室對全校學生開放,包括學生第二課堂活動、創新活動、學生創業實踐活動等,為學生的創新項目的科學研究開展工作提供了良好的平台。
分子生物學實驗。 簡介
我校物理數字化實驗室是以感測器為主要儀器的現代化實驗室。該實驗室的創建充分體現出學校「有層次,無淘汰」的教育理念。為不同層次、不同年齡的同學提供適合其學習和應用的數字化平台。實驗室配備了威尼爾 (Vernier)系列感測器。其中有雙范圍力感測器,表面溫度感測器,光感測器,電流感測器,相差電壓感測器,光閘等。數字化實驗室將幫助學生進行更精密的實驗探究,協助教師打造出更加「精心,精細,精品」的物理課堂。下面對一些儀器進行簡單介紹。
雙范圍力感測器
雙范圍力感測器是一個通用的測量力的儀器,它可以代替一般的手提彈簧計,安裝在一個環形支架上。也可以安裝在動力小車來研究碰撞。它能測量拉力和推力。很小的力如0.01牛頓至很大的力如50牛頓都可以測量。這個雙范圍力感測器可以在多個實驗中使用,包括:探討碰撞中力和沖量;探討簡諧運動;監測摩擦力;探討胡克定律;監測模型火箭發動機的推力;測量動力小車的力同時監測加速度;測量簡單機器拉起一個已知道重量的質量所需的力;測量液氮的氣化熱。
表面溫度感測器
表面溫度感測器:表面溫度感測器只能在空氣中使用。在苛刻環境中測量溫度就需要一個耐久的探頭,表面溫度感測器的典型用途包括:皮膚溫度測量;人類呼吸研究;特殊的熱實驗;熱傳遞實驗;摩擦力和能量研究。
光感測器
光感測器:光感測器可用於測量多種環境中的光強。包括一些反射光強實驗的案例中。使用點光源進行倒平方光強實驗;偏光濾光片研究;驗證熒光燈和其他燈的閃爍;太陽能的研究;反射率的研究;研究房屋或學校不同區域的光強;測量光強作為研究植物生長的一個部分。
電流感測器
電流感測器:電流感測器設計用於研究電學的基本原理。此感測器能應用於低電壓的直流和交流電狀況下的電流測量。在 ±0.6A 的范圍中,此系統非常適合應用於大多數的「電池與燈泡」電路。如果與電壓感測器一起使用 (型號:DVP-BTA),可以研究歐姆定律、無功部分的相位關系等。多個感測器同時使用,可以研究並聯和串聯電路。它也可以應用於電化學實驗。此感測器與威尼爾的電流和電壓探測系統的基本特性相同。
相差電壓感測器
相差電壓感測器:相差電壓感測器是用來探討電學的基本原理而設計的。用相差電壓感測器來測量低電壓的交流和直流電路上的電流。它的±6.0伏特的范圍最適合 「電池和燈泡」 的電路。配合電流感測器 (DCP-BTA) 來探討歐姆定律、無功能部分的相關系和其它。這個感測器與隨你的界面 (如LabPro) 附送的電壓感測器不同在它的兩個探針都沒有與地連接。可以使用多個感測器來探討串聯和並聯電路。這個感測器的特性與威尼爾以前的電流和電壓探測系統的電壓探測器一致。
光閘
光閘:這個通用光閘可以在多個物理實驗上使用。一些例子包括:測量重力下的加速度;研究鍾擺的擺動;測量滾動物體的速度;替一個轉動的物體計周期的時間;測量碰撞物體的前後速度。 構成
北京市第171中學創新實驗室包括生化測量實驗室(Biology & Chemistry Basic Measurement Lab)、微生物實驗室(Microbiology Lab)和數學、物理實驗室即數字化物理實驗室 (Micro-computer Based Physics Lab)。
生化測量實驗室
生化測量實驗室具有:氣相色譜分析儀、COD測定儀、BOD測定儀、水質分析儀、精密電子天平、數字式測溫儀、數字式pH計、導電儀、色差計、紫外光譜儀、濁度計等多種現代化、高性能的實驗設備。生化測量實驗室可以開展:用質譜法測定相對分子質量;用紅外光譜、核磁共振氫譜等方法鑒定分子結構;用化學方法或紅外光譜法檢驗鹵代烷中的鹵素;用中和滴定法或氣相色譜法測定醋酸中醋酸的含量等多項實驗,在此基礎上還可進行水質測量、空氣質量檢測、食品安全檢測等方面的創新實驗研究。
微生物實驗室
微生物實驗室的主要設備有:發酵罐、生物安全櫃、超凈工作台、CO2培養箱、厭氧培養箱、PCR儀、核酸/蛋白質凝膠圖像分析系統、數碼顯微鏡、低溫冰箱、全溫振盪器、冷凍高速離心機、電泳儀等現代化高科技實驗設備。實驗室可以進行微生物的培養,微生物代謝產物的生產與分離,食品及飲用水微生物指標檢測,動物細胞培養,植物組織培養,DNA的提取與鑒定,DNA分子雜交,PCR方法診斷疾病、轉基因食品中外源基因的檢測等。 數理實驗室的基本系統結構為 「感測器 + 數據採集器 + 計算機」。配備了最新的感測器設備,以一系列感測器替代了傳統的測量儀器,能夠完成涵蓋理科內容的多學科實驗任務。例如力、熱、聲、光、電、位移、磁感強度、輻射等多種物理量數據的採集,感測器數據通過採集器處理後上傳到計算機,由教學軟體進行實時的處理與分析,以實現數據的實時採集,它的特點是科技含量高,實時採集數據,誤差小,實驗耗時短,利用軟體可以對數據進行多種分析。數理實驗室種類眾多的感測器運用可以增強學生的實踐體驗,信息化的實驗手段可以拓展學生探究日常生活的能力,從而能激發學生探究的慾望,強大的數據處理能力和開放的平台有利於學生通過努力發現問題尋找規律,有利於學生將所掌握的信息技術知識引入實驗中,同時也為學生的科技創新活動提供創新實驗平台。根據新課程選修模塊的要求及我校開展研究性學習、學生創新實驗的需要,組建了生化測量實驗室,這些現代化實驗儀器的使用,使實驗操作省時省力,實驗數據得到及時處理,實驗結果形象直觀,實驗信息充分共享,使實驗教學活動更具有研究性、更能聯系實際,從而拓寬了化學實驗的選材范圍。組建微生物實驗室的目的是使學生在中學時代就能接觸到生物學研究最前沿的內容,使學校生物科技教育與現代科技發展接軌,培養學生對生物科學的興趣,並使其成為教師開設選修課、指導生物實驗、探究和研究性學習活動的基地。
㈦ 生物感測器常用的敏感元件都有哪些
生物敏感材料是生物感測器的核心,有人將敏感元件中的敏感物質稱為分子探針。常用的生物 敏感元件有各種酶、微生物(病毒、細菌)、動植物組織、化學和生物發光物法、抗體和受體、DNA等生 物敏感組分。
敏感膜一般由膜基體、膜材料和生物敏感材料構成。膜基體是敏感膜的載體,它關系著有效地 發揮敏感材料的作用和膜的壽命,即生物感測器的使用壽命。常見的膜基體材料有:鉬、金、鈀等金 屬;二氧化硅(石英、玻璃)、氮化硅、桂、鍺、金屬氧化物等無機或半導體;聚氯乙烯、硅橡膠、纖維素等 有機物。
㈧ 電化學生物感測器有哪些
電化學生物感測器
感測器與通信系統和計算機共同構成現代信息處理系統。感測器相當於人的感官,是計算機與自然界及社會的介面,是為計算機提供信息的工具。
感測器通常由敏感(識別)元件、轉換元件、電子線路及相應結構附件組成。生物感測器是指用固定化的生物體成分(酶、抗原、抗體、激素等)或生物體本身(細胞、細胞器、組織等)作為感元件的感測器。電化學生物感測器則是指由生物材料作為敏感元件,電極(固體電極、離子選擇性電極、氣敏電極等)作為轉換元件,以電勢或電流為特徵檢測信號的感測器。圖1是電化學生物感測器基本構成示意圖。由於使用生物材料作為感測器的敏感元件,所以電化學生物感測器具有高度選擇性,是快速、直接獲取復雜體系組成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技術、食品工業、臨床檢測、醫葯工業、生物醫學、環境分析等領域獲得實際應用。
根據作為敏感元件所用生物材料的不同,電化學生物感測器分為酶電極感測器、微生物電極感測器、電化學免疫感測器、組織電極與細胞器電極感測器、電化學DNA感測器等。
(1) 酶電極感測器
以葡萄糖氧化酶(GOD)電極為例簡述其工作原理。在GOD的催化下,葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O7)和過氧化氫:
根據上述反應,顯然可通過氧電極(測氧的消耗)、過氧化氫電極(測H2O2的產生)和pH電極(測酸度變化)來間接測定葡萄糖的含量。因此只要將GOD固定在上述電極表面即可構成測葡萄糖的GOD感測器。這便是所謂的第一代酶電極感測器。這種感測器由於是間接測定法,故干擾因素較多。第二代酶電極感測器是採用氧化還原電子媒介體在酶的氧化還原活性中心與電極之間傳遞電子。第二代酶電極感測器可不受測定體系的限制,測量濃度線性范圍較寬,干擾少。現在不少研究者又在努力發展第三代酶電極感測器,即酶的氧化還原活性中心直接和電極表面交換電子的酶電極感測器。 目前已有的商品酶電極感測器包括:GOD電極感測器、L 乳酸單氧化酶電極感測器、尿酸酶電極感測器等。在研究中的酶電極感測器則非常多。
㈨ 高中生物題
第一階段在光下鄭緩實驗,CO2減少量/24min=凈光合速率(每分鍾積累量)。
第二階段在暗處進行,CO2增加量/36min=呼吸速率(每分鍾消耗量)
凈光合速頌晌率+呼吸速率=真正喊櫻模光合速率
本題在設計上有缺陷,就是不知道三角瓶的體積,這樣只根據CO2濃度變化計算出來的數值嚴格地說不能算是光合作用速率,只能按題解題了,知道原理和方法就行。