【正文】 特點(diǎn) 、 原理及分類 酶?jìng)鞲衅? 微生物傳感器 免疫傳感器 組織傳感器 生物電子學(xué)傳感器 仿生傳感器 生物傳感器的應(yīng)用 生物芯片技術(shù) √ √ √ √ √ 生物電子學(xué)傳感器 由生物分子和半導(dǎo)體器件等電子器件融合制作的傳感器稱為生物電子學(xué)傳感器 。 其敏感膜的制備與前述幾種生物傳感器相似 。 主要特點(diǎn)是 ， 容易微型化 、 集成化 、 多參數(shù)與批量生產(chǎn) 。這類生物傳感器中主要有下面幾種 (1)酶熱敏電阻 由敏感膜包覆于熱敏電阻上構(gòu)成 。 反應(yīng)產(chǎn)生的熱信號(hào)由熱敏電阻傳出 。 生物電子學(xué)傳感器 (2)生物敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管 通常是由敏感膜涂覆于 ISFET的柵區(qū)構(gòu)成 ， 如圖所示 。 例如把青霉素酶膜涂覆于測(cè)量 H+的 ISFET， 可做成青霉素 FET。 酶與青霉素作用生成的 H+被傳感 ， 對(duì)青霉素進(jìn)行定量測(cè)試 ， 響應(yīng)時(shí)間約 25s， 壽命可達(dá)數(shù)月 。 生物電子學(xué)傳感器 (3)光尋址電位傳感器 它是場(chǎng)效應(yīng)傳感器家族中的一員 ， 結(jié)構(gòu)如圖所示 。 其基本原理是基于電場(chǎng)效應(yīng)器件對(duì)絕緣層與電解質(zhì)溶液間界面電位變化敏感 。 不同的是 ， 它采用調(diào)制光束照射 ， 并采用鎖相檢測(cè)技術(shù) 。 因此具有如下突出優(yōu)點(diǎn) 生物電子學(xué)傳感器 ① 應(yīng)用范圍廣 。 它檢測(cè)的是光照射部位所對(duì)應(yīng)的絕緣層表面電位 ， 因此凡能通過(guò)各種反應(yīng)引起絕緣層表面電位變化的各種參數(shù)均能檢測(cè) 。 ② 光尋址能力 。 利用光束對(duì)不同部位的照射 ，可選擇性地激活不同敏感部位 ， 使其成為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 (只需 2根引線 )而具有多參數(shù)或多樣品同時(shí)檢測(cè)功能的生物傳感器 。 ③ 極高的靈敏度 。 生物電子學(xué)傳感器 ④ 較高的穩(wěn)定性 。 ⑤ 所需樣品少 (數(shù)微升到數(shù)百微升 )。 ⑥ 測(cè)量范圍寬 。 ⑦ 檢測(cè)時(shí)間短 。 光尋址電位傳感器的研究發(fā)展非常迅速 ， 在短短的幾年內(nèi) ， 其功能己從單一的 H+敏光尋址電位傳感器發(fā)展到酶光尋址電位傳感器 、 免疫光尋址電位傳感器及生物光尋址電位傳感器 ， 應(yīng)用范圍越來(lái)越廣 。 生物傳感器 生物傳感器的特點(diǎn) 、 原理及分類 酶?jìng)鞲衅? 微生物傳感器 免疫傳感器 組織傳感器 生物電子學(xué)傳感器 仿生傳感器 生物傳感器的應(yīng)用 生物芯片技術(shù) √ √ √ √ √ √ 仿生傳感器 從廣義上說(shuō)仿生傳感器是屬于生物傳感器的重要組成部分 ， 因?yàn)樵谏镏杏幸曈X(jué) 、 嗅覺(jué) 、 味覺(jué) 、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等 。 所以生物傳感器研究中的一個(gè)重要內(nèi)容就是研究能代替這些感覺(jué)器官的生物傳感器 。稱它為仿生傳感器 ， 也稱它為以生物系統(tǒng)為模型的生物傳感器 。 仿生傳感器 五種感覺(jué)中有響應(yīng)物理量光 、 力的視覺(jué) 、 聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué) ， 也有響應(yīng)化學(xué)物質(zhì)的嗅覺(jué)和味覺(jué) ， 它們的響應(yīng)機(jī)理是不同的 ， 特別是嗅覺(jué)和味覺(jué) ， 其響應(yīng)機(jī)理至今尚有很多問(wèn)題不明確 。 但這些感覺(jué)都是分子識(shí)別 、 分子信息轉(zhuǎn)移 、 傳輸和處理的過(guò)程 。 仿生傳感器 通常認(rèn)為分子識(shí)別時(shí)會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)脈沖的發(fā)生 ，引起界面膜電位的變化 。 多年來(lái)利用一些生物材料 、非生物材料或兩者混合材料 ， 來(lái)模仿生物系統(tǒng) ， 實(shí)現(xiàn)感官功能 ， 研制出了一系列的仿生傳感器 ， 如嗅覺(jué)傳感器 、 味覺(jué)傳感器 、 視覺(jué)傳感器等 。 生物傳感器 生物傳感器的特點(diǎn) 、 原理及分類 酶?jìng)鞲衅? 微生物傳感器 免疫傳感器 組織傳感器 生物電子學(xué)傳感器 仿生傳感器 生物傳感器的應(yīng)用 生物芯片技術(shù) √ √ √ √ √ √ √ 生物傳感器的應(yīng)用 生物傳感器的應(yīng)用非常廣泛 ， 表 在生物醫(yī)學(xué)中的一些應(yīng)用 。 生物傳感器不僅應(yīng)用在醫(yī)學(xué)工程中 ， 而且在工業(yè)生產(chǎn)中也得到應(yīng)用 。 譬如發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)各種化合物 ， 需要連續(xù)地控制發(fā)酵生成物的濃度 ， 以便進(jìn)一步提高發(fā)酵過(guò)程的效率 。 為了迅速檢測(cè)發(fā)酵培養(yǎng)液中谷氨酸的含量 ， 可采用谷氨酸傳感器 。 其他如環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面皆有應(yīng)用 。 生物傳感器 生物傳感器的特點(diǎn) 、 原理及分類 酶?jìng)鞲衅? 微生物傳感器 免疫傳感器 組織傳感器 生物電子學(xué)傳感器 仿生傳感器 生物傳感器的應(yīng)用 生物芯片技術(shù) √ √ √ √ √ √ √ √ 生物芯片技術(shù) 生物芯片技術(shù)指采用光導(dǎo)原位合成或微量點(diǎn)樣等方法 ， 將生物大分子樣品有序地固化于支持物上 ，然后與已標(biāo)記的待測(cè)生物樣品中的靶分子雜交 ， 再通過(guò)特定的儀器對(duì)雜交信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)分析 ，從而了解靶分子的數(shù)量與質(zhì)量 。 生物芯片的制作方法有兩類 ， 一類是 光導(dǎo)原位合成法 ， 另一類是 點(diǎn)樣法 。 生物芯片技術(shù) 例如點(diǎn)樣法 ， 其制作機(jī)器上有很多同樣的 “ 打印 ” 針 ， 吸針同時(shí)將生物大分子從多孔板中吸出 ，然后同時(shí) “ 打印 ” (或稱固定 )在芯片基上 (或稱支持物上 )。 大量制備好的核酸 、 多肽 、 蛋白等生物大分子用特殊的自動(dòng)化微量點(diǎn)樣裝置將它們以較高密度互不干擾地印點(diǎn)于經(jīng)過(guò)特殊處理的玻片 、 尼龍膜 、硝酸纖維素膜上 ， 并使其與支持物牢固結(jié)合 。 生物芯片技術(shù) 1992年第一塊生物芯片問(wèn)世 ， 是應(yīng)用半導(dǎo)體照相平板技術(shù)研制的 DNA芯片； 1995年才進(jìn)入廣泛研究和應(yīng)用時(shí)期 。 我國(guó)從 1997年才開(kāi)始對(duì)生物芯片有所了解 ，并逐漸開(kāi)始研究 ， 到目前已經(jīng)有 20多家高等學(xué)府或科研院所從事生物芯片技術(shù)方面的研究 ， 特別是近年來(lái)出現(xiàn)了一批專業(yè)的以生物芯片技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的生物芯片技術(shù)公司 。 預(yù)計(jì)生物芯片技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化將帶來(lái)非?？捎^的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 。 生物傳感器 生物傳感器的特點(diǎn) 、 原理及分類 酶?jìng)鞲衅? 微生物傳感器 免疫傳感器 組織傳感器 生物電子學(xué)傳感器 仿生傳感器 生物傳感器的應(yīng)用 生物芯片技術(shù) √ √ √ √ √ √ √ √ √ 第 14章 離子敏傳感器與生物傳感器 離子敏傳感器 生物傳感器 √ √