什么是生物传感器?生物传感器种类、应用介绍
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生物传感器将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对生物传感器、生物传感器种类以及生物传感器应用有所认识和了解,详细内容如下。
一、什么是生物传感器
首先,我们来了解下什么是生物传感器。
生物传感器(biosensor),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。传感器是一种可以获取并处理信息的特殊装置,如人体的感觉器官就是一套完美的传感系统通过眼、耳、皮肤来感知外界的光、声、温度、压力等物理信息,通过鼻、舌感知气味和味道这样的化学刺激。而生物传感器是一类特殊的传感器,它以生物活性单元(如酶、抗体、核酸、细胞等)作为生物敏感单元,对目标测物具有高度选择性的检测器。
二、生物传感器的种类
在了解了生物传感器的基本信息后,我们再来看看生物传感器可以划分为哪些种类。以下分类是依据不同分类标准进行的,具体种类如下:
(1)按照其感受器中所采用的生命物质分类, 可分为: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)按照传感器器件检测的原理分类 ,可分为: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、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。
(3)按照生物敏感物质相互作用的类型分类, 可分为亲和型和代谢型两种。
三、生物传感器应用
最后,我们再来看看生物传感器的一些应用。生物传感器的应用较多,本文仅介绍生物传感器在生物芯片、医用、葡萄糖检测三方面的应用。
(一)生物芯片
国外正在开发半导体生物传感器,其中包括参考电极和pH值量子场效应管传感膜,酶和微生物被固定在膜上。当固定化的酶和微生物与测试对象发生反应时,pH值会发生变化。然后可以测量输出电流或电压,从而完成对参与反应的化学物质的定量分析。如果将这些信号连接到计算机的输入端子并遵循特定的软件程序,则可以开发生物仿真计算机。
(二)医用生物传感器
随着生物传感技术的发展,在医疗设备范围内已经开辟了更多的专业领域。 从病毒和疾病检测到康复和药物剂量,某些生物传感器设备可能在医学领域产生巨大而重大的影响。
(三)葡萄糖监测
由于研究人员寻求开发可穿戴的生物传感器,以通过皮肤上的汗水监测患者的血糖水平,因此生物传感技术可能会成为糖尿病患者改变生命的制造者。
德克萨斯大学达拉斯分校已经开发出一种大小约为25美分的传感器,该传感器可以检测出汗液中的皮质醇,并提供周围汗液的实时数据。
可以集成到微流体芯片中的光纤葡萄糖传感器,该微流体芯片是可以测量血糖水平的廉价便携式设备。 最近,我们看到了各种不同的技术,所有这些技术旨在提供一种侵入性较小的葡萄糖监测方法,甚至是纹身形式的传感器技术,所有要做的就是戳一下手指,一切就结束了。借助这些新技术,这些传感器的实体可能比以往任何时候都更接近我们。
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