桂林理工大学生物传感器

ONTHEWAY生物传感器CONTENTS传感器的定义及分类生物传感器的发展历程生物传感器的原理和特点生物传感器的识别元件与类型生物传感器的应用领域及发展前景ABOUTBIOSENSOR生物传感器:是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。生物传感器的发展历程20世纪60～70年代，起步阶段：传统酶电极20世纪70年代末期到80年代，发展高潮阶段：介体酶电极20世纪90年代以后：市场开发获得显著成绩、酶的直接电化学、生物亲和传感器的技术突破（SPR）

生物传感器的原理和特点待分析物生物敏感膜化学量或物理量变化换能器可定量加工的电信号生物敏感膜(biosensitivemembrane)又称分子识别元件(molecularrecognitionelement),是生物传感器的关键元件，直接决定传感器的功能和质量．生物传感器的主要特点1、多样性。根据生物反应的特异性和多样性，理论上可以制成所有生物物质的酶传感器。2、无试剂分析。除了缓冲液以外，大多数酶传感器不需要添加其它分析试剂。3、操作简单，快速、准确，易于联机。4、可以重复使用、连续使用，也可以一次性使用。生物传感器的分子识别元件分子识别元件（生物敏感膜）生物活性材料酶全细胞组织细胞器免疫物质具有生物亲和能力的物质核酸模拟酶各种酶电极细菌，真菌，动物，植物的细胞动物、植物的组织切片线粒体，叶绿体抗体，抗原，酶标抗原等配体，受体寡聚核苷酸高分子聚合物生物传感器的类型分子识别元件分类法酶传感器免疫传感器组织传感器细胞传感器核酸传感器微生物传感器分子印迹生物传感器EnzymesensorImmunosensorTissuesensorOrganellesensorDNA/RNAsensorMicrobialsensorMolecularimprintedbiosensor器件分类法光生物传感器电导/阻抗生物传感器声波生物传感器热生物传感器电化学生物传感器半导体生物传感器悬臂梁生物传感器OpticalbiosensorCalorimetricbiosensorAcousticwavebiosensorConductive/impedancebiosensorElectrochemicalbiosensorSemiconductbiosensorCantileverbiosensor生物传感器的应用领域发酵工业----在各种生物传感器中，微生物传感器具有成本低、设备简单、不受发酵液混浊程度的限制、可能消除发酵过程中干扰物质的干扰等特点。因此，在发酵工业中广泛地采用微生物传感器作为一种有效的测量工具。医学---医学领域的生物传感器发挥着越来越大的作用。生物传感技术不仅为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法，而且因为其专一、灵敏、响应快等特点，在军事医学方面，也具有广泛的应用前景。生物传感器的应用领域军事医学---军事医学中，对生物毒素的及时快速检测是防御生物武器的有效措施。生物传感器已应用于监测多种细菌、病毒及其毒素，如炭疽芽孢杆菌、鼠疫耶尔森菌、埃博拉出血热病毒、肉毒杆菌类毒素等。生物传感器的应用领域生物传感器在食品分析中的应用包括食品成分、食品添加剂、有害毒物及食品鲜度等的测定分析。环境监测---环境污染问题日益严重，人们迫切希望拥有一种能对污染物进行连续、快速、在线监测的仪器，生物传感器满足了人们的要求。已有相当部分的生物传感器应用于环境监测中。生物传感器对水中污染物的测定

生物传感器可基于细菌的代谢作用，用于鉴定水中的污染物。这种方法中，7种标准污染物所引起的生物传感器毒性反应可以作为“指纹”来鉴定。生物传感器测定生化需氧量

生化需氧量的测定是监测水体被有机物污染的最常用指标。常规的BOD测定需要5d的培养期。而生物传感器可大幅缩短测定时间，最快仅需5min。生物传感器测定氨和硝酸盐

现在用于测量氨和硝酸盐的微生物传感器，普遍采用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。生物传感器测定有机磷

测量有机磷农药的新型生物传感器的原理是，利用传感器酶的活性被OP所抑制的程度随OP的浓度变化而改变。这个传感器系统由一个固定有乙酰胆碱酶的毛细玻璃反应器和一个管状的氢离子选择性薄膜探测器所组成。生物传感器可作为水处理设备

新型的pH生物传感器，可用于监测生活污水的卫生状况，以利于污水的再利用。其原理是基于细菌对葡萄糖的新陈代谢作用。在37℃的工作温度下，利用肠细菌的生长状况来监测pH值。该传感器适用于在线检测，可以作为水处理装置的终端。生物传感器的发展前景

目前世界各国都在致力于生物传感器的新型设计和进一步改进。要使生物传感器得到更广泛的应用并且市场化，很多方面如微生物和酶的长期保存问题，固定化细胞的活性