【正文】 生物傳感器已應(yīng)用于監(jiān)測多種細菌、病毒及其毒素。 　　生物傳感器可以用來檢測食品中營養(yǎng)成分和有害成分的含量、食品的新鮮程度等。所以具有成本低、設(shè)備簡單、不受發(fā)酵液混濁程度的限制、能消除發(fā)酵過程中干擾物質(zhì)的干擾的微生物傳感器發(fā)酵工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 (Biocatalytic biosensors) 　　此類傳感器之信號偵測并不在于分子辨認─結(jié)合的階段，而且當固定劃分子與待測物反應(yīng)后，產(chǎn)生生化代謝物質(zhì)，再經(jīng)特定電極偵測特定代謝物后以電子訊號表現(xiàn)出來。此種經(jīng)由分子辨認─結(jié)合類型的生物傳感器有免疫傳感器、化學(xué)受體傳感器等，其分析可為荷爾蒙、蛋白質(zhì)、醣類、抗原或抗體，而相對應(yīng)的受體可為荷爾蒙受體、染劑、外源凝集素(lectins)、抗體或抗原等?；旧?，由信號產(chǎn)生方式(mode of signal generation)的不同，可以將生物傳感器區(qū)分成兩種主要類型： 雖然第二代的生物傳感器，自八零年代中期即開始引起廣泛的研發(fā)興趣，但一般認為尚未達醫(yī)檢應(yīng)用階段，預(yù)定相關(guān)技術(shù)須待世紀末前方能成熟。 　　生物傳感器的發(fā)展，自1962年Clark和Lyon兩人提出酵素電極的觀念以后，YSI公司于七零年代即積極投入商品化開發(fā)與生產(chǎn)，啟開了第一代生物傳感器于1979年投入醫(yī)檢市場，最早的商品為血糖測試用酵素電極。藥物傳感器等等。生物傳感器由兩個主要關(guān)鍵部份所構(gòu)成，一為來自于生物體分子、組織部份或個體細胞的分子辨認組件，此一組件為生物傳感器信號接收或產(chǎn)生部份。其所以能夠如此，首先是由于生物能感受外界的各類刺激信號，并將這些信號轉(zhuǎn)換成體內(nèi)信息處理系統(tǒng)所能接收并處理的信號。 更新時間：200521引言：從上世紀60年代Clark和Lyon提出生物傳感器的設(shè)想開始，生物傳感器的發(fā)展已經(jīng)距今已有40 多年的歷史了。例如，人能通過眼、耳、鼻、舌、身等感覺器官將外界的光、聲溫度及其它各種化學(xué)和物理信號轉(zhuǎn)換成人體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)等信息處理系統(tǒng)能夠接收和處理的信號。另一為屬于硬件儀器組件部份，主要為物理信號轉(zhuǎn)換組件。生物傳感器中的信號轉(zhuǎn)換器，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器并沒有本質(zhì)的區(qū)別。YSI公司的上市成功與八零年代電子信息業(yè)的蓬勃發(fā)展有很密切的關(guān)系，并且一舉帶動了生物傳感器的研發(fā)熱潮。目前可稱的上第二代的生物傳感器產(chǎn)品為1991年上市的瑞典商Pharmacia所推出的BIAcore與BIAlite兩項產(chǎn)品。 Pharmacia公司于1985年成功地開發(fā)出表面薄膜共振技術(shù)(SPR, Surface Plasma Resonance)，利用此一光學(xué)特性開發(fā)出可以于106g/ml到1011g/ml之低濃度下，進行生物分子間交互作用的實時偵測式生物感測儀器。 最為人所熟悉的為屬第一代生物傳感器的酵素電極。 　　因為發(fā)酵過程中常存在對酶的干擾物質(zhì)，并且發(fā)酵液往往不是清澈透明的，不適用于光譜等方法測定。如已經(jīng)開發(fā)出來的酶電極型生物傳感器可用來分析白酒、蘋果汁、果醬和蜂蜜中的葡萄糖含量，從而衡量水果的成熟度。生物傳感器還可以用來測量乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各種氨基酸，以及各種致癌和致變物質(zhì)。 　　環(huán)保問題已經(jīng)引起了全球性的廣泛關(guān)注，用于環(huán)境監(jiān)測的專業(yè)儀器市場也越來越大，目前已經(jīng)有相當數(shù)量的生物傳感器投入到大氣和水中各種污染物質(zhì)含量的監(jiān)測中去，在發(fā)達國家如英國、法國、德國、西班牙和瑞典，在水質(zhì)檢測過程都采用了生物冷光型的生物傳感器。而且隨著微加工技術(shù)和納米技術(shù)的進步，生物傳感器將不斷地微型化，各種便攜式生物傳感器的出現(xiàn)使人們面前。 　　但是，要使生物傳感器盡快被市場接受，還要具備以下條件： 　　（1）足夠的敏感性和準確性。 　　（5）使用壽命長。生物傳感器研究的全面展開是在20世紀80年代,20多年來發(fā)展迅速,在食品工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)學(xué)等方面得到了高度重視和廣泛應(yīng)用。已開發(fā)的酶電極型生物傳感器可用來分析白酒、蘋果汁、果醬和蜂蜜中的葡萄糖等。目前，已有相當部分的生物傳感器應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測中。因此，在發(fā)酵工業(yè)中廣泛地采用微生物傳感器作為一種有效的測量工具。在軍事醫(yī)學(xué)中，對生物毒素的及時快速檢測是防御生物武器的有效措施。功能多樣化：未來的生物傳感器將進一步涉及醫(yī)療保健、疾病診斷、食品檢測、環(huán)境監(jiān)測、發(fā)酵工業(yè)的各個領(lǐng)域。同時,芯片技術(shù)將越來越多地進入傳感器領(lǐng)域,實現(xiàn)檢測系統(tǒng)的集成化、一體化。一、年。微生物電極以微生物活體作為分子識別元件，與酶電極相比有其獨到之處。而且隨著聚合酶鏈式反應(yīng)技術(shù)（PCR）的發(fā)展，應(yīng)用PCR的DNA生物傳感器也越來越多。因為發(fā)酵過程中常存在對酶的干擾物質(zhì)，并且發(fā)酵液往往不是清澈透明的，不適用于光譜等方法測定。原材料及代謝產(chǎn)物的測定微生物傳感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的測定，代謝產(chǎn)物如頭孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇類、青霉素、乳酸等的測定。這種微生物電極和葡萄糖酶電極型相比，測定結(jié)果是類似的，而微生物電極靈敏度高，重復(fù)實用性好，而且不必使用昂貴的葡萄糖酶。此外，還有用大腸桿菌（）組合二氧化碳氣敏電極，可以構(gòu)成測定谷氨酸的微生物傳感器，將檸檬酸桿菌完整細胞固定化在膠原蛋白膜內(nèi)，由細菌—膠原蛋白膜反應(yīng)器和組合式玻璃電極構(gòu)成的微生物傳感器可應(yīng)用于發(fā)酵液中頭孢酶素的測定等等。這種電化學(xué)系統(tǒng)已應(yīng)用于細胞數(shù)目的測定，其結(jié)果與傳統(tǒng)的菌斑計數(shù)法測細胞數(shù)是相同的[1]。微生物對底物的同化作用可以通過其呼吸活性進行測定。生化需氧量的測定生化需氧量（biochemical常規(guī)的BOD測定需要5天的培養(yǎng)期，操作復(fù)雜、重復(fù)性差、耗時耗力、干擾性大，不宜現(xiàn)場監(jiān)測，所以迫切需要一種操作簡單、快速準確、自動化程度高、適用廣的新方法來測定。mg/l，所用時間為5min[3]。該傳感器的反應(yīng)時間是15min，最適工作條件為30176?，F(xiàn)在有一種將BOD生物傳感器經(jīng)過光處理（即以TiO2作為半導(dǎo)體，用6fluorescens）用光致交聯(lián)的樹脂固定在反應(yīng)器的底層，該測量方法既迅速又簡便，在4℃下可使用六周，已經(jīng)用于工廠廢水處理的過程中[5]。測量氨和硝酸鹽的微生物傳感器，多是用從廢水處理裝置中分離出來的硝化細菌和氧電極組合構(gòu)成。在pH=、31℃時一周測量200余次，活性保持不變，兩周后活性降低20%。可以通過遺傳工程的方法將這種基因?qū)牒线m的細菌內(nèi)，制成微生物傳感器，用于環(huán)境監(jiān)測。這些菌種可以提高生物傳感器的感受器部分的靈敏度。該傳感器工作的最適條件為：pH=、35℃，連續(xù)工作時間為30h[9]。還有一種電流式生物傳感器，用于測定有機磷殺蟲劑，使用的是人造酶。109mol的磷酸鹽，在25176。NP80E）的含量。~，電信號與NP80E濃度呈線性關(guān)系，很適合于污染的地表水中分子表面活性劑的檢測[13]。fischeri）體內(nèi)的一個操縱子在一個銅誘導(dǎo)啟動子的控制下導(dǎo)入產(chǎn)堿桿菌屬細菌（Alcaligenes目前，這種微生物傳感器可以達到最低測量濃度1180。cerevisiae）重組菌株作為生物元件，這些菌株帶有酒釀酵母CUP1基因上的銅離子誘導(dǎo)啟動子與大腸桿菌lacZ基因的融合體。103mol范圍內(nèi)測定CuSO4溶液。cutrophus，并用于對