生物傳感器的原理論文
一、生物傳感器的原理
待測物質經(jīng)擴散作用進入生物活性材料，經(jīng)分子識別，發(fā)生生物學反應，產(chǎn)生的信息繼而被相應的物理或化學換能器轉變成可定量和可處理的電信號，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測物濃度。
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分類，可分為：微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等。
�。�2）按照傳感器器件檢測的原理分類，可分為：熱敏生物傳感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、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
�。�1）采用固定化生物活性物質作催化劑，價值昂貴的試劑可以重復多次使用，克服了過去酶法分析試劑費用高和化學分析繁瑣復雜的缺點。
（2）專一性強，只對特定的底物起反應，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果。
�。�4）準確度高，一般相對誤差可以達到1％
�。�5）操作系統(tǒng)比較簡單，容易實現(xiàn)自動分析
�。�6）成本低，在連續(xù)使用時，每例測定僅需要幾分錢人民幣。
�。�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，是實時測定生物分子結合的技術,在九十年代初由發(fā)瑪西亞公司引入，以抗原抗體結合分析為例,將抗原(或抗體)通過表面化學方法固定在芯片的金箔表面,然后讓抗體(或抗原)流過抗原抗體的`結合將改變膜表面液體性狀,從而影響金箔共振性質,這一改變可被實時檢測并記錄下來(這被稱之結合相)。如改讓緩沖液流過，結合的抗體(或抗原)將解離并被帶走,這同樣改變膜表面液體性狀,檢測并記錄下來的金箔共振性質改變就是解離相。它主要用于部份新藥研發(fā)中藥物作用的分子活性基團的識別。
（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對象包括：臨床、食品分析、發(fā)酵工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測、防衛(wèi)安全檢測等領域。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)測和控制系統(tǒng))、酒類工業(yè)(酒精生物傳感器1min可得到結果)、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，生物傳感器檢測技術是生物加工類企業(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)和實時檢測的新工具。
�。�3）血糖—乳酸生物傳感自動分析儀。具有自動識別試管位置功能的樣品盤、自動定量吸入樣品的取樣系統(tǒng)和相應的生物傳感敏感膜。組裝成整機，能實現(xiàn)微量取樣、快速響應、高精度，操作完全自動化的有競爭力的新生物傳感器。
�。�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。其分精度可以達到0.5~2%，比家用保健類生物傳感器幾乎高一個數(shù)量級，比目前醫(yī)用生化分析儀的精度也高2~3個百分點。這在血糖分析領域是非常重要的，它們可以用作血糖分析的標準方法。尤其是在市場銷售的手掌型血糖分析儀出現(xiàn)質量事故時，需要另一種有說服力的分析方法證明其分析結果時，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，還可用作生物技術產(chǎn)業(yè)的過程監(jiān)控、食品分析、和科研工具。多種酶傳感器研究開發(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：糖尿病人可以自測的手掌型血糖分析器已經(jīng)達到大規(guī)模應用的程度。在上世紀７０年代血糖自我監(jiān)測儀器就已問市，使血糖的檢驗由醫(yī)院延伸到家中。上個世紀８０年代，新一代血糖及操作技術簡單化，使得自我監(jiān)測血糖的準確度提高了。這是研究者最初沿著干化學試劑條測定尿糖濃度的思路，采用酶法葡萄糖分析技術，并結合絲網(wǎng)印刷和微電子技術制作的電極，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電量和非電量的電子元器件，已經(jīng)是普遍應用于各個領域，從家庭應用的聲控開關到壓電射流速率傳感器在遠程火箭偵察彈上的應用，已經(jīng)成為不可缺少的部分。而今，對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、種類及其特點作了介紹。
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