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生物傳感器的常用類型|優(yōu)點

生物傳感器的常用類型|優(yōu)點:

自從20世紀60年代酶電極問世以來,生物傳感器獲得了巨大的發(fā)展,已成為酶分析法的一個日益重要的組成部分。生物傳感器的產(chǎn)生是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、電化學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)及電子技術(shù)等多門學(xué)科相互交叉滲透的產(chǎn)物,具有選擇性高、分析速度快、操作簡單、價格低廉等特點,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、食品工業(yè)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

生物傳感器是利用生物活性物質(zhì)(即生物元件)做敏感器件,配以適當(dāng)?shù)膿Q能器(即信號傳導(dǎo)器)所構(gòu)成的分析檢測工具。

生物傳感器由敏感元件(或生物元件)和信號傳導(dǎo)器組成。生物元件有:生物體、組織、細胞、細胞器、細胞膜、酶、酶組分、感受器、抗體、核酸、有機分子等。傳導(dǎo)器有:電流測量式、電流測定式、電導(dǎo)率測量式、阻抗測定式、光強測量式、熱量測量式、聲強測量式、機械式、“分子”電子式等。

—、生物傳感器的優(yōu)點

生物傳感器的優(yōu)點是:費用和成本低,采用固定化酶作催化劑,可重復(fù)多次使用;專一性好,只對特定的底物起反應(yīng),因此一般不需要進行樣品的預(yù)處理,干擾少;分析速度快,通常可在l分鐘內(nèi)得到結(jié)果;準確性高,一般相對誤差小于1%;操作系統(tǒng)簡單,容易實現(xiàn)自動化分析。

二、幾種常用生物傳感器

酶傳感器酶傳感器是發(fā)展最早,也是目前最成熟的一類生物傳感器。它是在固定化酶的催化作用下,生物分子發(fā)生化學(xué)變化后,通過換能器記錄變化從而間接測定出待測物濃度。

目前國際上已研制成功的酶傳感器有20余種,其中最成熟的是葡萄糖傳感器。使用時將酶電極浸入到樣品溶液中,溶液中的葡萄糖即擴散到酶膜上醫(yī)學(xué)教育|網(wǎng)搜集整理,在固定于酶膜上的葡萄糖氧化酶作用下生成葡萄糖酸,同時消耗氧氣,通過氧電極測定溶液中氧濃度的變化,推測出樣品中葡萄糖的濃度。

組織傳感器利用動植物組織中多酶系統(tǒng)的催化作用來檢測待測物。由于所利用的是組織中的酶,無需人工提純過程,因而較穩(wěn)定,使用時間長。

微生物傳感器將微生物固定在生物敏感膜上,利用微生物的呼吸作用或所含有的酶類,來測定待測物質(zhì)尤其是發(fā)酵過程中的物質(zhì)濃度。

免疫傳感器利用抗原和抗體之間的高度特異性,將抗原(或抗體)結(jié)合在生物敏感膜上,來測定樣品中相應(yīng)抗體(或抗原)的濃度。

場效應(yīng)晶體管生物傳感器結(jié)合了晶體管工藝,所需酶或抗體量很少,被認為是第三代生物傳感器。目前實際應(yīng)用不多,但發(fā)展?jié)摿薮蟆?

近年來,生物傳感器的研制和開發(fā)已取得了顯著的進展,在許多行業(yè)都具有潛在應(yīng)用價值。未來在與分子電子學(xué)、生物電子學(xué)等前沿學(xué)科的結(jié)合過程中,必將創(chuàng)造出更靈敏更新穎的生物傳感器,并將使生物傳感器向著微型化、便攜化和實用化發(fā)展。其中生物感受系統(tǒng)水平上的傳感器仍為主要發(fā)展方向。

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