生物傳感器的原理論文

　　一、生物傳感器的原理

　　待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料，經(jīng)分子識(shí)別，發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào)，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測(cè)物濃度。

　　二、生物傳感器的種類

　�。�1）按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類，可分為：微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅鳌�DNA傳感器等。

　　（2）按照傳感器器件檢測(cè)的原理分類，可分為：熱敏生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。

　�。�3）按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類，可分為親和型和代謝型兩種。

　　三、生物傳感器的特點(diǎn)

　�。�1）采用固定化生物活性物質(zhì)作催化劑，價(jià)值昂貴的試劑可以重復(fù)多次使用，克服了過(guò)去酶法分析試劑費(fèi)用高和化學(xué)分析繁瑣復(fù)雜的缺點(diǎn)。

　�。�2）專一性強(qiáng)，只對(duì)特定的底物起反應(yīng)，而且不受顏色、濁度的影響。

　　（3）分析速度快，可以在一分鐘得到結(jié)果。

　�。�4）準(zhǔn)確度高，一般相對(duì)誤差可以達(dá)到1％

　�。�5）操作系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析

　　（6）成本低，在連續(xù)使用時(shí)，每例測(cè)定僅需要幾分錢(qián)人民幣。

　�。�7）有的生物傳感器能夠可靠地指示微生物培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)的供氧狀況和副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

　　四、現(xiàn)今生物傳感器介紹

　�。�1）SPR生物傳感器。藥物分析用生物傳感器其典型代表產(chǎn)品是SPR生物傳感器，這是一種表面膜共振分析，是實(shí)時(shí)測(cè)定生物分子結(jié)合的技術(shù),在九十年代初由發(fā)瑪西亞公司引入，以抗原抗體結(jié)合分析為例,將抗原(或抗體)通過(guò)表面化學(xué)方法固定在芯片的金箔表面,然后讓抗體(或抗原)流過(guò)抗原抗體的結(jié)合將改變膜表面液體性狀,從而影響金箔共振性質(zhì),這一改變可被實(shí)時(shí)檢測(cè)并記錄下來(lái)(這被稱之結(jié)合相)。如改讓緩沖液流過(guò)，結(jié)合的抗體(或抗原)將解離并被帶走,這同樣改變膜表面液體性狀,檢測(cè)并記錄下來(lái)的金箔共振性質(zhì)改變就是解離相。它主要用于部份新藥研發(fā)中藥物作用的分子活性基團(tuán)的識(shí)別。

　�。�2）固定化酶生物傳感分析儀。固定化酶生物傳感分析儀是最早出現(xiàn)且精度最高的生物傳感器。固定化酶生物傳感器最重要服務(wù)對(duì)象包括：臨床、食品分析、發(fā)酵工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防衛(wèi)安全檢測(cè)等領(lǐng)域。例如在發(fā)酵工業(yè)的氨基酸工業(yè)(味精、天冬氨酸、丙氨酸、賴氨酸等)、抗生素工業(yè)(葡萄糖等的在線監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng))、酒類工業(yè)(酒精生物傳感器1min可得到結(jié)果)、酶制劑工業(yè)(糖化酶快速分析)、淀粉糖工業(yè)(葡萄糖、淀粉、糖化酶的分析)、生物細(xì)胞培養(yǎng)(葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺分析)、石化工業(yè)中微生物脫硫細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)控、維生素C的生產(chǎn)、發(fā)酵甘油的生產(chǎn)等，生物傳感器檢測(cè)技術(shù)是生物加工類企業(yè)改造的重要途徑之一，在線生物傳感器分析是建立生產(chǎn)模擬系統(tǒng)和實(shí)時(shí)檢測(cè)的新工具。

　　（3）血糖—乳酸生物傳感自動(dòng)分析儀。具有自動(dòng)識(shí)別試管位置功能的樣品盤(pán)、自動(dòng)定量吸入樣品的取樣系統(tǒng)和相應(yīng)的生物傳感敏感膜。組裝成整機(jī)，能實(shí)現(xiàn)微量取樣、快速響應(yīng)、高精度，操作完全自動(dòng)化的有競(jìng)爭(zhēng)力的新生物傳感器。

　　（4）高精度血糖分析儀。高精度血糖分析儀是采用固定化酶的生物傳感分析儀。其分精度可以達(dá)到0.5~2%，比家用保健類生物傳感器幾乎高一個(gè)數(shù)量級(jí)，比目前醫(yī)用生化分析儀的精度也高2~3個(gè)百分點(diǎn)。這在血糖分析領(lǐng)域是非常重要的，它們可以用作血糖分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。尤其是在市場(chǎng)銷售的手掌型血糖分析儀出現(xiàn)質(zhì)量事故時(shí)，需要另一種有說(shuō)服力的分析方法證明其分析結(jié)果時(shí)，固定化酶葡萄糖生物傳感分析儀可以作為一種理想的仲裁工具。它們既可作為醫(yī)用類型的分析儀，還可用作生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的過(guò)程監(jiān)控、食品分析、和科研工具。多種酶?jìng)鞲衅餮芯块_(kāi)發(fā)比較成熟，已形成商品。

　　五、家用醫(yī)療保健類生物傳感器

　　手掌型血糖分析器：糖尿病人可以自測(cè)的手掌型血糖分析器已經(jīng)達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用的程度。在上世紀(jì)７０年代血糖自我監(jiān)測(cè)儀器就已問(wèn)市，使血糖的檢驗(yàn)由醫(yī)院延伸到家中。上個(gè)世紀(jì)８０年代，新一代血糖及操作技術(shù)簡(jiǎn)單化，使得自我監(jiān)測(cè)血糖的準(zhǔn)確度提高了。這是研究者最初沿著干化學(xué)試劑條測(cè)定尿糖濃度的思路，采用酶法葡萄糖分析技術(shù)，并結(jié)合絲網(wǎng)印刷和微電子技術(shù)制作的電極，以及智能化儀器的讀出裝置，三者完美地組合成微型化的血糖分析儀。

　　[摘要]傳感器作為可以感應(yīng)電量和非電量的電子元器件，已經(jīng)是普遍應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，從家庭應(yīng)用的聲控開(kāi)關(guān)到壓電射流速率傳感器在遠(yuǎn)程火箭偵察彈上的應(yīng)用，已經(jīng)成為不可缺少的部分。而今，對(duì)人類健康有著重大聯(lián)系的生物傳感器又在蓬勃發(fā)展。本文就生物傳感器的原理、種類及其特點(diǎn)作了介紹。

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