生物膜电极原理
生物膜主要是由具有分子识别能力的生物活性物质(如酶、微生物、生物组织、核酸、抗原或抗体等)构成,它具有很高的选择性。
用这些物质作识别器件制成的电极为生物膜电极或称生物电极。
酶电极也是生物膜电极的应用之一。
示例:酶Pt/H2O2电极的基本原理图
1工作电极(铂柱);2 Ag-AgCl参比电极;3电解液;4,5透析膜;* 6葡萄糖氧化酶(GOD);7固定圈;8辅助电极
酶电极原理
酶电极法同一般电极法的差别在于先经一个酶促反应过程,然后使离子选择电极响应。如果测试底物迅速向酶膜方向扩散,并与酶层接触而发 生反应,则在电极周围必然引起底物或产物浓度的改变,从而使选择电极产生特定的响应,在检测器(如光电记录系统)上就会反映这种浓度的变化。
在选择基础电极时可以根据待测物的性质进行选择,例如,若底物能进行耗氧的酶促反应,可以选取氧气或过氧化氢电极;若底物进行产生氢离子的酶促反应,那么可以选取pH电极。
酶电极计算
以电位型电极为例,其原理依然是由能斯特定理建立电位与活度(浓度很低时近似于浓度)的关系。在这里电极电位与酶浓度之间的关系仍然可以通过能斯特方程来计算。构建适当的参比电极和指示电极,测定电位差即可换算出活度。这里最常用的是标准加入法。注意:如果涉及到标准加入法,可以直接用公式进行计算,无需构建方程组求解。
标准加入法公式
注意:
Δ𝐸和S均只考虑数值,不考虑正负 Δ𝐸和S单位须保持一致。
例题:
用酶电极测定某种酶的含量。取该试液 50.0 mL,用选定的酶电极测得电位值为-140 mV;添加0.100 0 mol ·L-1的该酶标准溶液 0.5 mL 后测得电位值为-70 mV。经校验,该电极的响应斜率为 53.0 mV/pK。请计算样品溶液中该酶的浓度。(浙江大学2002 年试题)