葡萄糖生物传感器分析仪的重要性葡萄糖作为人体的基本元素和最基本的医药原料，其作用和用途十分广泛。尤其是随着广大人民生活水平的提高，葡萄糖作为蔗糖的替代用糖应用于食品行业，为葡萄糖的应用开拓了更广阔的领域。（一）发酵工业微生物的生长需要合适的碳氮比，葡萄糖作为微生物的碳源，是发酵培养基的主料，如抗生素、味精、维生素、氨基酸、酸、酶制剂等都需大量使用葡萄糖，同时也可用作微生物发酵多聚糖和溶剂的原料。1.抗生素发酵葡萄糖是医药工业的重要原料，尤其是抗生素发酵必不可少的原料，抗生素中最主要的品种是青、链霉素，而这两种抗生素发酵都是以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)为碳底物。链霉素发酵以结晶葡萄糖为主，也可用高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)；其他如利福平也以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)为主要碳源；沽霉素、红霉索、麦迪霉素也是以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)为底物；卡那霉素、庆大霉素等也需要用葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)为底物。2.氨基酸发酵氨基酸是所有活细胞中蛋白质的基本成分，其营养价值极高，多数氨基酸特别是从发酵制得的氨基酸，是以葡萄糖或者淀粉水解液(即葡萄糖液)为碳源生产的。如L-谷氨酸、赖氨酸等。3.酸发酵工业上重要的酸多数是通过葡萄糖或淀粉水解液发酵生产的，其中包括醋酸、柠檬酸、葡萄糖酸、乳酸和衣康酸，其他还有马来酸、富马酸和D-酒石酸也可用葡萄糖或淀粉水解液发酵制得。葡萄糖酸也是葡萄糖经发酵，经葡萄糖脱氢酶的氧化产生葡萄糖酸。4．酶制剂生产酶工业近年来发展迅猛，由于其有效的、专一的催化作用，广泛在医药和食品及日用化工等方面应用。酶的发酵生产绝大多数都以葡萄糖或淀粉水解液为培养基，如细菌α-淀粉酶以淀粉液化液为培养基；葡萄糖异构酶就是以2％的葡萄糖为培养基生产的；蛋白酶的工业生产也是用葡萄糖为培养基。5．微生物多聚糖发酵当今开发了许多发酵法生产的微生物多聚糖，如黄原胶等均可用葡萄糖为底物发酵法制得，在食品工业上有多种用途。黄原胶主要用于纺织印染、石油钻探、食品添加剂、冷食调味品，亦可用于去除工业废水的金属离子，增强纸张强度以及用于橡胶等。6.溶剂生产葡萄糖为可发酵的糖，最适合于生产各种溶剂，如甲醇、丙酮、丁醇等。（二）食品工业目前结晶葡萄糖主要用于食品行业，随着生活水平的提高和食品行业科技的不断发展，葡萄糖在食品行业的应用越来越广泛，今后很长一段时间内食品行业仍是的市场。1、直接食用葡萄糖不经过消化就能够被人体直接吸收，快速为人体补充能量，比较适合口服。据实际应用者介绍，使用葡萄糖为家庭日常糖料优于蔗糖，杂质少，色、香、味都好；各种冷饮及夏季食品糖料，如冰绿豆汤、花生汤、酸梅汤等。2.糖果业葡萄糖已经由开始的只做添加剂转为主要原料，既提高了糖果的口味，又符合营养保健的要求。结晶葡萄糖还可以为口香糖和泡泡糖进行涂层并增加其甜度，它可以提高口香糖涂层的颜色和光泽，而且可以产生很凉爽的口感，同时它还为糖涂层提供很高的硬度3、焙烤行业葡萄糖作为一种的高档食品添加剂，应用于各种糕点的生产制作，用来提高产品的风味、口感、色泽，尤其是能提高产品质量档次，已被业内人士大力推崇。在焙烤食品中使用葡萄糖，不仅可以降低成本，还有意想不到的改善质量的效果。用于面包可以促进酵母生长，并产生气体，葡萄糖还易与面粉中的蛋白质和氨基酸产生美拉德反应，生产出金黄色的外皮和面包特有的香味。面包皮具有较好的韧性，搬运中不易破碎，并更易于切片。4、蔬菜加工业随着市场的需求加大和蔬菜加工技术的不断进步，葡萄糖作为一种营养剂和保鲜剂，在高档保鲜、脱水蔬菜加工地位无可替代。各种蔬菜在脱水前均需添加糖类，其主要目的在于提高脱水效果；降低脱水后产品水分活度；防止脱水过程蔬菜体积过分收缩，复水后蔬菜易恢复原有的组织状态。一般在蔬菜热烫以后，加入糖类，并静置1小时，使糖类渗透到蔬菜的内部。常用的糖类有蔗糖、葡萄糖，用量达干物质的20%。如蔗糖价格高，可全部采用葡萄糖代替。5、饮料葡萄糖可降低冰点，防止蔗糖结晶，溶解时的吸热量比蔗糖高6.5倍，口感好（入口有清凉感），特别适于夏季冰制食品，如冰淇淋、冰糕、冰棍、冰水以及薄荷类食品；葡萄糖可作为载体，用为风味富集和扩充剂，并可提供甜味，如各种即食茶，柠檬茶、菊花茶、果茶及其它茶品；葡萄糖可平衡甜度，增加风味，用于浓缩果汁可代替30%的蔗糖，用于碳酸饮料可代替10%-20%的蔗糖；葡萄糖为单糖，分子量和热值都低于蔗糖，葡萄糖加至麦芽和其它制啤酒的原料中可加速发酵，并可获得相同酒精含量的低热啤酒，苹果酒及其它果酒因每年收获的果实含糖量有差异，可用葡萄糖来调节。6、肉制品葡萄糖在肉制品加工中的应用除了作为调味品，增加营养的目的以外，还有调节pH值和氧化还原的目的。对于普通的肉制品加工，其使用量为0.3％～0.5％比较合适。葡萄糖应用于发酵的香肠制品，因为它提供了发酵细菌转化为乳酸所需要的碳源，为此目的而加入的葡萄糖量为0.5％～1.0％，葡萄糖在肉制品中还作为助发色剂和保色剂，使腌制出的香肠具有红色，增添香肠的外观美。另外兼有杀菌防腐的作用，可以延长香肠保质期。（三）化学工业葡萄糖在工业上的应用也很广，在印染制革工业中作还原剂，在制镜工业、热水瓶胆镀银及玻璃纤维镀银等化学镀银工业也常用葡萄糖作还原剂。（四）合成和转化葡萄糖可氢化、氧化、异构、碱性降解、酯化、乙缩醛化反应等，合成或转化为其他产品。如氢化制山梨醇；氧化制葡萄糖醛酸、二酸等，并可进一步制成酸钙、酸钠、酸锌以及葡萄糖酸δ内酯；异构化为F42、F55、F90果葡糖浆和结晶果糖；也可异构化为甘露糖（生产甘露糖醇原料），其中山梨醇可进一步生成维生素C，被广泛应用于临床治疗，而且甘露醇15%在临床作为一种安全有效的降低颅内压药物，来治疗脑水肿和青光眼。葡萄糖还可用于聚葡萄糖的生产（五）医药工业葡萄糖是一种能直接吸收利用，补充热能的碳水化合物，是人体所需能量的主要来源，在体内被氧化成二氧化碳和水，并同时供给能量，转化成糖源或脂肪的形式贮存，葡萄糖能促进肝脏的功能，对肝脏有保护作用。主要用于补充热能和体液，用于各种原因引起的进食不足或大量体液丢失，用于身体虚弱、营养不良等补助营养。其医药上的主要用途可分为口服和注射两种，口服葡萄糖可单独服用或制成多维葡萄糖服用。鉴于葡萄糖有如此广泛的应用范围，葡萄糖的检测便捷、稳定成了制约生产过程，保证产品质量的瓶颈。与葡萄糖检测相关的国家地方标准汇总：GB/T 30390-2013 油料种籽中果糖、葡萄糖、蔗糖含量的测定 高效液相色谱法DB41/T 321-2003 食品添加剂. 葡萄糖含量测定方法NY/T 2279-2012 食用菌中岩藻糖、阿糖醇、海藻糖、甘露醇、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、核糖的测定 离子色谱法GB/T 22428.1-2008 淀粉水解产品 还原力和葡萄糖当量测定GB/T 20379-2006 淀粉衍生物 葡萄糖浆、果糖浆和氢化葡萄糖浆成分的测定GB/T 16285-2008 食品中葡萄糖的测定 酶-比色法和酶-电极法CNS 2874-N5083 葡萄糖浆及干葡萄糖浆GB/T18932.22-2003蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量的测定方法液相色谱示差折光检测法GB/T22221-2008食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定高效液相色谱法YC/T252-2008烟用料液 葡萄糖、果糖、蔗糖的测定 离子色谱法国家地方标准检测方法汇总表| 方法名称 项目 | DNS比色 | 菲林滴定 | 高效液相色谱 | 酶电极法 | |
| 原理 | 在碱性溶液中，还原糖变为烯二醇，烯二醇可被DNS氧化为糖酸，加热进一步产生一种棕红色的氨基化合物，在540nm波长处有吸收，在一定浓度范围内，还原糖的量与棕红色物质的深浅成一定比例关系 | 在加热条件下，直接滴定已标定过的费林氏液，费林氏液被还原析出氧化亚铜后，过量的还原糖立即将次甲基蓝还原，使蓝色褪色，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色—棕色—砖红色（沉淀），根据样品消耗体积，计算糖含量 | 利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离 | 参见GB/T 16285-2008 | |
| 操作 | 前处理 | 除去蛋白质 | 除去蛋白质 | 过氨基柱除去蛋白质 | 同上 |
| 过程 | 做标准曲线，加热，计算 | 配置标准液，加热，滴定计算 | 根据色谱计算 | 同上 | |
| 检验时间 | 40分钟 | 40分钟 | 45分钟 | 同上 | |
| 专一性 | 还原糖 | 还原糖 | 保留时间相同的物质 | 同上 | |
| 仪器 | 分光光度计 | 示差检测器，糖柱，氨基柱 | 传感器分析仪 | ||
| 检验难易程度 | 专业人员 | 专业人员 | 专业人员 | 简单 | |
| 试剂 | 现配现用 | 色谱纯试剂 | 只需缓冲液 | ||
3. 精确控制发酵过程糖浓度的利器多年来已知当培养基中有葡萄糖存在时,微生物利用乳糖的能力即受抑制。葡萄糖能够干扰乳糖降解酶—一半乳糖苷酶的形成。这种“葡萄糖效应”不仅影响半乳糖 苷酶,而且对细菌、酵母与霉菌中其它碳源的分解所涉及的分解代谢酶亦有普遍的影响，例如葡萄糖对盐霉素生物合成有严重的阻遏效应，利用葡萄糖生物传感器分析仪可以快速准确稳定的检测葡萄糖浓度，很好的控制抗生素代谢过程中的阻遏效应，提高单位效价。
葡萄糖是发酵过程中菌体生长和产物合成的主要碳源，但必须控制其在发酵液中的浓度。在发酵前期，如果葡萄糖浓度过高（低），容易对菌体生长产生阻遏、抑制和限制作用; 在发酵后期，如果葡萄糖浓度过低（高），则会限制菌体生长和产物合成。需特别注意的是流加的葡萄糖量，即使是超出最适浓度范围的微小波动都将引起严重的阻遏或限制。因此，能够及时准确的知道发酵过程中葡萄糖浓度，对提高产量、降低葡萄糖原料使用量、节省生产成本有着至关重要的作用。4. 节约检测成本一个葡萄糖酶膜可以检测8000次，平均每个样品不到五分钱，并且所用的试剂大多为分析纯产品，价格便宜，不像液相需要色谱纯试剂，价格高昂；前处理过程简单，不需要专门的仪器。酶催化反应具有专一性，检验结果可以和液相色谱相媲美。生产过程半成品检测用葡萄糖生物传感器分析仪，提高产品合格率，成品检验用液相或者第三方，为公司节约检测费用和仪器投入。仪器全自动检测，容易操作，无需专业培训，可以实现现场检测无需质检人员取样到化验室检测，节省时间成本，人力成本，提高生产效率。应用范围：发酵过程糖浓度检测，食品中葡萄糖检测，酶活力检测中还原糖检测等利用DNS比色，菲林滴定测糖浓度的领域。西尔曼科技有限公司国内一家有能力生产可以不用预稀释样本就可以检测高达10%（100g／L）葡萄糖浓度的全自动分析仪的制造厂商。产品特点检测原理：采用特殊设计的葡萄糖氧化酶膜电化学传感器对葡萄糖浓度进行检测。仪器自动采集样本并导入至测试区域。样本中所含的葡萄糖在固化的葡萄糖氧化酶的催化下发生酶解反应，反应产物为葡萄糖酸和过氧化氢。通过电极检测过氧化氢的含量从而计算出葡萄糖含量。仪器通过对已知浓度的标准品进行定标，标准品的电压值是衡量样本葡萄糖浓度的尺度。未知浓度可与标准品的电压信号相比较而获得。每次测定完毕后，系统缓冲液会自动清洗传感器电极，清洗完成后即可进行下一次测试。| 西尔曼M-100 | 国产SBA | 进口 | |
| 测试原理 | 酶法 | 酶法 | 酶法 |
| 测量范围 | 葡萄糖： 0～10% 或0～100g／L | 葡萄糖： 0～0.1% 或 0～1g／L | 葡萄糖： 0～1% 或0～10g／L |
| 硬件材料 | 泵、阀、芯片、采样针等控制部件为大品牌 | 国产低性能、低价材料 | 国外泵、阀、芯片、采样针等控制部件 |
| 样品预稀释 | 无须稀释，直接检测 | 必须人工手动稀释到测量范围 | 必须人工手动稀释 |
| 自动进样盘 | 标配19位自动进样盘 | 无，只能一个个手动进样 | 选配 |
| 进样方式 | 高精度全自动进样 | 手动高难度进样 | 选配自动进样 |
| 自动标定 | 是 | 必须手动定标，且难通过 | 是 |
| 测样时技能要求 | 任何人可操作，无难度 | 必须专业人员经过专业培训 难度高 | 任何人可操作 |
| 测试速度 | 高，无须预稀释样品，实际速度高达25样品／小时 | 低，须预处理和稀释样品，手动进样 | 中等，须预稀释样品，实际速度在20个左右 |
| 测量精度 | 高，无人为误差 | 低，人为误差不可消除 | 高，无人为误差 |
| 技能要求 | 无须专业人员，现场可直接使用 | 必须专业人员，专人操作 | 必须专业人员，专人操作 |
| 显示屏 | 8寸彩色触摸屏 | 小的数字屏 | 小的数字屏 |
| 软件 | 人机交互、类似Iphone图标化设计 | 类似老人手机设计 | 类似老人手机设计 |
| 及时性 | 可以最快速度报告发酵液情况，提高生产效率 | 不能及时报告发酵液情况，生产效率低 | 可以较及时报告发酵液情况，生产效率中等 |
| 产品设计标准 | 医疗级设计标准 | 工程实验样机标准 | 医疗级设计标准 |
| 电极形式 | 杆状 | 杆状 | 杆状 |
| 电极膜形式 | 一体化保护套膜，不易损坏 | 橡胶圈膜，极易损坏 | 橡胶圈膜，极易损坏 |
| 电极膜上机寿命 | GLu：50天 Lac: 约30天 | GLu：15～30天 Lac: 约15天 | GLu：21天 Lac: 14 天 |
| 样本量 | 低至10ul | 25uL | 25uL |
| 人工成本 | 检测时检测人员可同时其它工作，且无须增加岗位人员，效率很高； | 检测时必须专人守在机器旁，效率低 | 检测时必须专人守在机器旁，效率中等 |
| 耗材成本 | 低 | 低 | 很高 |
| 仪器成本 | 低 | 低 | 很高，10多万一台 |
| 售后服务成本 | 低，提供上门技术指导和安装维修，定期保养 | 较高，无一线售后和技术指导 | 高 |
| 检测量大时成本 | 成本很低，一台仪器可以满足日检测150个标本以上的需求 | 成本很高，样品量大时只能多买仪器，而且要增加人员 | 成本较高，样品量大时只能多买仪器 |
| 率 | 可以优化目前人员结构，提高劳动效率，满足未来发展需要 | 无法优化人员机构和提高劳动效率，未来发展只会增加更多成本 | 可适当提高劳动效率，可满足外来发展需要 |
| 存储容量 | 4000 | 2047 | 150 |
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