电化学的应用——生物方面
（3）电化学生物传感器和生物分子器件 传感器与通信系统和计算机共同构成现代信息处理系统。传感器 相当于人的感官,是计算机与自然界及社会的接口,是为计算机提供信 息的工具。 a.酶电极传感器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
以葡萄糖氧化酶(GOD)电极为例简述其工作原理。在GOD的催化
下，葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O6)和过氧化氢。 根据上述反应,显然可通过氧电极(测氧的消耗)、过氧化氢电极(测
电化学的应用——生物方面
生物电化学发展非常迅速 ，其研究分别在分子、细胞
和生物组织等三个不同层次上进行。目前的研究领域主要 有以下几个方面:
（1）生物膜与生物界面模拟研究 主要研究膜的电化学热力学性质、物质的跨膜传输和生物电的传递等现象。 （2）生物电化应用技术 生物分子的电化学行为的研究是生物电化学的一个基础研究领域,其研究 目的在于获取生物分子氧化还原电子转移反应的机理,以及生物分子电催化反 应机理,为正确了解生物活性分子的生物功能提供基础数据。所研究的生物分 子包括小分子如氨基酸、生物碱、辅酶、糖类等和生物大分子如氧化还原蛋 白、RNA、DNA、多糖等。
• (3)酸碱废水的处理。 • 酸碱废水不仅含有多种重金属离子,还有油渍、有 机添加剂等,而且水量大、酸度也大。为了去除有 机物,降低中和沉淀时碱的用量,采用中和过滤塔中 和与二氧化氯氧化的方法对酸碱废水进行预处理。 • 处理完成后汇入综合调节池与其他废水一起作进 一步处理。该废水中的污染物除酸碱度外主要是 油脂类污染物,这也是CODCr的主要构成,处理不当 将直接影响出水的排放指标,因此本工艺主要通过 氧化处理工艺使得该类污染物最大程度的氧化和 分解,从而改变其稳定形态,再通过絮凝过滤处理。
电分析化学与生活
电分析方 法在化妆 品研究中 的应用
电分析化 学在医学 及生物方 面的运用
电分析 化学与 环境监 测
电分析化 学与食品 安全
电分析测定化妆品中含量及成分
• 例如采用线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV) 和微分脉冲伏安法(DPV)等电化学手段研究了熊 果苷(ABT)在玻碳电极上的电化学行为
2.生物电化学
电化学是研究电子导体(或半导体材料)/离子导体(一般为电解质溶 液)或离子导体/离子导体界面结构、界面变化过程与反应机理的一门 科学。生命现象最基本的过程是电荷运动，生物电的起因是由于细胞 膜内外两侧存在电势差，很多生命现象如人或动物的肌肉运动、细胞 的代谢作用、神经的信息传递以及细胞膜的结构与功能都可用电化学 原理来解释。生物电池、心电图、脑电图等则是利用电化学方法模拟 生物体内器官的生理规律及其变化过程的实际应用。由上可见，电化 学是生命科学中最基础的一门相关学科，因而研究生物电化学具有极 其重要的意义。
H2O2的产生)和PH电极(测酸度变化)来间接测定葡萄糖的含量。因此
只要将GOD固定在上述电极表面即可构成测葡萄糖的GOD传感器。
电化学的应用——生物方面
b.微生物电极传感器 将微生物(常用的主要是细菌和酵母菌)作为敏感材料固定在电极表面构成的电 化学生物传感器称为微生物电极传感器
c.电化学免疫传感器
用电化学分析法对某化妆品样品的PH、氟离子和氯离子 含量进行检测评价
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电化学的应用——医药方面
1.基于电化学聚合固定抗体的电化学发光免疫 分析法检测人免疫球蛋白
基于电化学聚合在金电极表面固定兔抗人免疫球蛋白G抗体与人免 疫球蛋白G及标记有Ru(bpy)2+3 的羊抗人免疫球蛋白G抗体之间发生特 异性免疫反应，形成三明治结构，成功建立了用于测定人血清中免疫球 蛋白G的电化学发光( ECL)免疫技术。利用此方法测定人免疫球蛋白G含 量，浓度在50 μ g/L～2 mg/L范围内与电化学发光强度呈良好的线性关 系，线性回归方程为y(a. u.)=48.41+0.09x(μ g/L) (n=7)；检出限为 20 μ g/L (3σ )。测得正常人血清中免疫球蛋白G平均含量为11.2 g/L ， 结果令人满意
实践证明，六价铬的还 原绝大部分是由于亚铁 离子的还原， 在阴极上的还原很微量 。 随着电解反映的发生， 废水中的氢离子不断被 消耗， 溶液的pH值不断升高，当达到氢 氧化铁和氢氧化铬沉淀 的pH值时， 两者便沉淀下来。
•之后进入综合调节池,调节pH,并与PAC进行反应,最后经沉淀过滤后达标排放。
化学凝絮剂-PAC

2e H 2
2
其次，还有少量六价铬 在阴极上还原
Cr2O 7
14H

6e 2Cr 3 7H 2O
(2) 阳极反应
Fe 2e Fe 2 ,溶解下来的Fe2 将Cr 6 还原 Cr2O 7
2
14H

6Fe 2Cr 3 7H 2O 6Fe 3
电分析化学与食品安全
电喷雾解析电离质谱法对食品（辣椒面、番茄酱、火腿肠、鸡 蛋饼等）苏丹红染料的快速检测,采用电动流动分析( EFA)和胶束 电动毛细管色谱(MEKC)联用系统测定了食品中的防腐剂。EFA系 统设备简单便携、易于实现自动化。 同时表面活性剂的加入，更能显著提高分析的灵敏度、选择性 和重现性，甚至还具有改善极谱波形和消除干扰等作用。
• （2）.在含有氰化物的废水中，在碱性的环境中，电解 生成的亚铁离子与氰根生成亚铁氰化络合物，
6CN Fe Fe(CN ) 6

2
4
同时，在微碱性条件下，亚铁离子生成氢氧化亚铁。 在压缩空气搅拌下，氢氧化亚铁被继续氧化， 4 Fe(OH ) 2 O2 2 H 2O 4 Fe(OH )3
电镀污泥的处理
• （1）电镀污泥的固化/稳定化技术 • （2）电镀污泥的热化学处理技术 • 热化学处理技术(如焚烧、离子电弧及微波 等)是在高温条件下对废物进行分解,使其中 的某些剧毒成分毒性降低,实现快速、显著 地减容,并对废物的有用成分加以利用。
酸浸法处理电镀污泥的工艺流程
• 微电解(电凝聚)是在外电压作用下,利用可溶性阳 极（通常选用铁或铝）产生大量阳离子,对电镀废 水进行凝聚沉降,将金属电极置于待处理的废液中, 然后通以直流,此时金属阳极发生氧化反应,产生的 阳离子在水中水解、聚合生成一系列多核水解产 物而起凝聚作用。 • 同时阴极上产生的还原能力极强的新生态氢可与 废水中的污染物起还原反应或生成氢气,在阳极上 也有可能有氧气放出,氢气和氧气以微气泡的形式 出现,在水处理过程中与悬浮颗粒接触可获得良好 的粘附性能,从而提高水处理效率。也成为电浮离。
总结：
电化学在生活中的应用很多，给我们的生活带来了很 多的方便。因为有了电分析化学，我们更放心用一些产 品，一些无法医治的疾病也会有希望治好。
电分析化学与食品安全
1、电化学分析是食品生产控制、理论研究的新型重要工具
由于电极品种仍限于一些低价离子（主要是阳离 子），因此在实际应用中还受到一定的限制；另一方 面，电极电位值的重现值受实验条件变化影响较大， 其标准曲线不及光度法测定的曲线稳定。由于这些因 素的影响，目前许多已制成的离子电极，其实际应用 的潜力尚未充分发挥。但其中涉及的极谱分析技术已 进入了成熟阶段，特别是阳极溶出法和极谱催化波的 出现与应用，提高了极谱法的检测能力，使极谱法的 检测下限向下延伸了三个数量级左右
电化学的应用——医药方面
2.利用电化学治疗中晚期宫颈癌
利用电化学分析影响其疗效的临床病理相关因素以 及探讨电化学治疗中晚期宫颈癌的可能机制。
3 .电化学治疗肿瘤
电化学治疗肿瘤是通过将治疗电极刺 人体内组织，在直流电的作用下产生电解、 电渗、电泳反应，使肿瘤组织发生改变， 达到治疗目的。
电化学的应用——生物方面
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最终，Fe(OH )3 3Fe(CN ) 6 Fe4 [ Fe(CN ) 6 ]3 12OH 4
• COD即（Chemical Oxygen Demand） 是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂 处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表 示水中还原性物质多少的一个指标。水中 的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、 硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。 因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡 量水中有机物质含量多少的指标。化学需 氧量越大，说明水体受有机物的污染越严 重。
电分析化学与食品安全
2.电分析化学能灵敏地测出食品中的化学物质的成分
在对食品及水样中的氰化物进行单扫描极谱法测定时， 产生一个明显的极谱波峰，结果令人满意。 另外电势溶出法特别适合于分析痕量金属和混合金属(食品 中重金属元素的检测方法很多,常见的有分光光度法、原子 吸收光谱法、电感耦合法、离子体原子发射光谱法等。电 化学分析法是建立在物质在溶液中的电化学性质基础上的 一类仪器分析方法,因具有设备简单、分析速度快、灵敏度 高、选择性好等优点)更能方便地测定酱油、醋等中砷的含 量，且无需消化和预处理。
仪器分析课堂——第五小组 电分析化学与生活
1921年，号称当时“世界工业史上的奇迹”的 豪华客轮“泰坦尼克”号由于与冰山的碰撞，沉 没海底，直到1985年才被人在北大西洋的洋底 发现，重新出现在公众的眼前。 据科学家最新研究表明，泰坦尼克号正在面临着 它的第二次毁灭——彻底地在地球上消失。泰坦 尼克号在海底惨遭多个过程的“蹂躏”。泰坦尼 克号的快速腐蚀，一定程度上是因为它含有金属 物质，可以支持一个电化交换的过程。在维持电 子存在方面，铅、铜、黄铜和泰坦尼克号上的其 他金属物都强于铁，而铁构成了钢质船体的大部 分，从而形成了电化学腐蚀。
器其原理是利用动植物组织中的酶
电化学的运用——环境方面
(1)含铬废水的处理。 •采用内电解还原法（也是微电解法）,将废水通过特定的高效反应器,金属离子与 非金属离子被氧化还原并截流在系统中。 •电解法处理含铬废水，以铁板为阳极，并用压缩空气搅拌进行电解。
(1) 阴极反应：主要是氢离 子放电析出氢气 2H