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| 亲和力检测的电化学生物传感器，第1部分 | |||
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注：这是一个由两部分组成的文章的第一部分，第2部分也可用于在线阅读。虽然大多数诊断市场仍然停滞不前，点-对-保健测试市场的蓬勃发展，每年25％的速度增长，从1994年的600万美元一个预计的$ 1十亿在1997年。1生物传感器保证低成本，快速，以及简单的操作分析工具。因此，他们代表了广泛领域的新兴技术，非常适合点护理分析。下面的文章提供总结了生物传感器，电化学检测，他们的组合产生的电化学亲和力测定。
生物传感器分析工具相结合的生化与物理换能器（图1）的识别部分25的生物感测元件可以是一种酶，抗体，DNA序列，甚至是微生物。生化成分选择性催化反应，或促进有约束力的事件。的选择性的生化识别事件允许在一个复杂的样品基体，即体液中的生物传感器的操作。换能器转换成可测量的信号，从而提供了检测装置，用于生化事件。可测量的活动范围从光谱的变化，这是由于酶促反应的产品/基板的生产或消费，生化络合后的质量变化。生化识别和换能器的例子在表I中所提供的
本文讨论了发展的一个特定类型的生物传感器，电化学酶电极。酶电极中，通过酶，选择性催化反应的基片，以产生电活性产物的生化识别元件被设置。安培检测转导通量测量电流电化学产品。先前成立的传感器的输出和分析物浓度（校准曲线）之间的关系可以定量的分析物。
酶的作用酶是自然的催化剂。本文由对照品网整理通过所有的催化剂一样，它们增加的反应达到平衡的速率，通过提供一个低活化能的反应途径。他们通常在pH值接近中性，在温和的温度下，不产生副产品，并有高度的选择性。一衬底或一组基片可以是有选择性的酶催化反应。它们也是立体选择性和立体专一性。这些特点导致酶在分析应用中频繁使用。
几个千酶已经被分离，和几百市场上可以买到。它们进行分类，它们催化的反应。安培酶电??极，氧化还原酶是最常用的。氧化还原酶催化的氧化（去除的电子）或减少（另外的电子）酶的底物。由于氧化还原酶最密??切相关的电化学过程，他们的营业额是最容易观察到的电化学检测。
像所有的蛋白质，酶，氨基酸链折叠成特定的三维结构。它们大小不等，从1万到几百万道尔顿。除氨基酸外，还含有许多酶的辅基-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH），黄素（FAD），本文来源与对照品网血红素，镁2和Ca +2 - ，提高酶的活性。随着氧化还原酶，辅基作为临时陷阱电子或电子空缺。
假体的基团可以是附近的酶的蛋白质的结构内表面或深。在后者的情况下，被困的电荷不容易转移到电极。根据Marcus理论，这是用来解释电化学反应速率，电子传递随距离呈指数衰减。因此，电极的中心100-kD蛋白的活性位点附近的电子转移是极不可能的。
从生物学的角度来看，隐瞒朝着一个特定的合成或降解途径的选择性靶向或氧化还原反应活性部位往往是必要的。用于电化学生物传感器的应用，然而，电子转移的难度进或运出的活性位点，构成了真正的问题。调解器能够访问的活性位点经常被用来协助的酶活性的转导，转化为可测量的电流响应。
安培检测6电化学生物传感器灵敏度高，选择性好，工作在混浊的解决方案的能力优势。安培检测法测定是根据测量在一个工作电极（传感器）的电活性化合物的氧化或还原。使用恒电位施加一个恒定的电位工作电极相对于第二电极（参考电极）。恒电位是一个简单的电子电路，可以使用电池，两个运算放大器和几个电阻。所施加的电位是一种电化学驱动力所引起的氧化或还原反应。参比电极的电位被很好地定义通过平衡，如下面的反应：
提供氯 的浓度是固定的，随后的反应将产生一个稳定的电位。
数学电流响应可以定义使用法拉第定律：
其中的电流的安培值（I）表示的电化学氧化或还原率在工作电极上的分析物，哒/ dt的是在氧化或还原率在1摩尔，F是法拉第常数，n为转移的电子的数量。该反应的速率取决于在电极表面的电子转移的速率和分析物的质量传输。
与大多数的氧化还原反应中，电子传递速率，可以通过增加在保持平衡的电极的电位加速。由于潜在的增加，反应达到的速率是有限的反应物的质量传输到电极的地步。当在电极表面的反应是足够快的，电极上面的分析物的浓度为零时，达到最大的整体的反应速度。这个整体的速率是有限的传质的速率，由下面的公式给出：
的dC / dx是电极表面的磁通的C（电活性物质），A是电极面积，D是扩散系数。质量传输到电极表面的速率依赖于大容量的分析物浓度，电极的形状和面积，扩散和对流条件。
使用安培法的酶电极中的分析物（酶的底物）的酶产生的电活性成分是复杂的。通过扩散层的酶，酶的活性，分析物扩散的产品通过上面的电极表面的电活性组分的浓度的影响。
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