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生物传感器技术发展前景

       概述:
       随着生物科学、信息科学和材料科学发展成果的推动,生物传感器技术飞速发展。但是,目前,生物传感器的广泛应用仍面临着一些困难,今后一段时间里,生物传感器的研究工作将主要围绕选择活性强、选择性高的生物传感元件;提高信号检测器的使用寿命;提高信号转换器的使用寿命;生物响应的稳定性和生物传感器的微型化、便携式等问题。可以预见,未来的生物传感器将具有以下特点。

       功能多样化:
       未来的生物传感器将进一步涉及医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境监测、发酵工业的各个领域。生物传感器研究中的重要内容之一就是研究能代替生物视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉等感觉器官的生物传感器,这就是仿生传感器,也称为以生物系统为模型的生物传感器。

       微型化:
       随着微加工技术和纳米技术的进步,生物传感器将不断的微型化,各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断,在市场上直接检测食品成为可能。

       智能化集成化:
       未来的生物传感器必定与计算机紧密结合,自动采集数据、处理数据,科学、准确地提供结果,实现采样、进样、结果一条龙,形成检测的自动化系统。同时,芯片技术将愈加进入传感器,实现检测系统的集成化、一体化。

       低成本高灵敏度高稳定性高寿命:
       生物传感器技术的不断进步,必然要求不断降低产品成本,提高灵敏度、稳定性和寿命。这些特性的改善也会加速生物传感器市场化,商品化的进程。在不久的将来,生物传感器会给人们的生活带来巨大的变化,它具有广阔的应用前景,必将在市场上大放异彩。

       生物传感器实用性:
       是生物体成分(酶、抗原、抗体、激素、DNA)或生物体本身(细胞、细胞器、组织),它们能特异地识别各种被测物质并与之反应;后者主要有电化学电、离子敏场效应晶体管(ISFET)、热敏电阻器、光电管、光纤、压电晶体(PZ)等,其功能为将敏感元件感知的生物化学信号转变为可测量的电信号。
       生物传感器按所用分子识别元件的不同,可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等;按信号转换元件的不同,可分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等;按对输出电信号的不同测量方式,又可分为电位型生物传感器、电流型生物传感器和伏安型生物传感器。微生物传感器是生物传感器的一个重要分支。1975 年Divies 制成了支微生物传感器,由此开辟了生物传感器发展的又一新领域。
       在不损坏微生物机能情况下,可将微生物固定在载体上制作出微生物传感器。微生物传感器与酶传感器相比,它有以下特点:
       1. 微生物的菌株比分离提纯酶的价格低得多,因而制成的传感器便于推广普及;
       2. 微生物细胞内的酶在适当环境下活性不易降低,因此微生物传感器的寿命长;
       3. 即使微生物体内的酶的催化活性已经丧失,也可以因细胞的增殖使之再生;
       4. 对于需要辅助因子的复杂的连续反应,用微生物则易于完成。

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