可以检测生物传感器的传感器对生物质敏感,并将其密度转换为电信号。它是一种分析工具或系统,由固定的生物敏感材料作为识别元素(包括酶,抗体,抗原,微生物,细胞,组织,核酸和其他生物活性物质),适当的物理和化学传感器(例如氧气电极,光敏管,场效应管,压电晶体等)和信号放大器。生物传感器具有接收器和转换器的功能。
1967年S.J. Upudik等。葡萄糖传感器是通过在聚丙烯酰胺凝胶中固化葡萄糖氧化酶并将凝胶膜固定在隔膜氧气电极的尖端上而制成的。当使用其他酶或微生物固化膜时,可以准备其他传感器来检测其对应物。固定受体膜的方法是直接化学结合。聚合载体法;聚合膜聚合。已经开发了第二代生物传感器(微生物,免疫,酶免疫和细胞器传感器),并且已经开发并开发了第三代生物传感器,即结合了生物技术和电子技术的场效应生物传感器。
由于酶膜,线粒体电子传输系统颗粒膜,微生物膜,抗原膜和抗体膜对生物物质的分子结构具有选择性识别功能,并且仅对特定反应起催化活化作用,因此生物传感器具有很高的选择性。缺点是生物固化膜不稳定。生物传感器涉及生物物质,主要用于临床诊断测试,治疗过程中的监测,发酵工业,食品工业,环境和机器人技术。
生物传感器是一门交叉学科,将生物活性材料(酶,蛋白质,DNA,抗体,抗原,生物膜等)与物理和化学传感器结合在一起。它是生物技术发展必不可少的先进检测方法和监测方法,也是分子水平上物质的快速微分析方法。在未来21世纪知识经济的发展中,生物传感器技术将成为信息与生物技术,国民经济中的临床诊断,工业控制,食品和药物分析(包括生物医学研究与开发)之间的新增长点,环保和生物技术,生物芯片在研究中具有广阔的应用前景。
生物传感器具有以下通用结构:包括一种或几种相关的生物活性物质(生物膜),并能够表达将生物活性信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),两者结合在一起,与现代微电子技术和自动化仪器技术和生物信号处理,可以使用多种生物传感器分析设备,仪器和系统。
生物传感器原理:
待测物质通过扩散进入生物活性物质,并在分子识别后发生生物反应。然后,通过相应的物理或化学换能器将生成的信息转换为可量化和经过处理的电信号。然后,可以通过放大并通过辅助仪器输出来知道待测物质的浓度。
生物传感器的特点:
(1)使用固定化的生物活性物质作为催化剂,可以重复使用昂贵的试剂,克服了过去酶法分析试剂成本高和化学分析复杂的缺点。
(2)特异性强,仅对特定底物有反应,不受颜色或浊度的影响。
(3)分析速度快,一分钟即可得到结果。
(4)精度高,一般相对误差可达到1%
(5)操作系统相对简单,易于实现自动分析
(6)成本低廉,在连续使用中,每次样品测定仅需几毛钱人民币。
(7)一些生物传感器可以可靠地指示微生物培养系统中的氧气供应和副产物的产生。在生产控制中,可以集成许多复杂的物理和化学传感器以获得信息。并且它们还指示了增加产品产量的方向。
生物种类:
(1)根据受体中使用的生物物质的分类,可以分为微生物传感器,免疫传感器,组织传感器,细胞传感器,酶传感器,DNA传感器等。
(2)根据传感器装置检测原理,可以分为:热敏生物传感器,场效应管生物传感器,压电生物传感器,光学生物传感器,声通道生物传感器,酶电极生物传感器和介电生物传感器。
(3)根据生物敏感物质的相互作用类型,可分为亲和型和代谢型