关于生物检测传感器类型、基本原理及主要应用的文献整理沈玉杰
生物传感器的基本原理及应用
生物传感器的基本原理及应用生物传感器是一种能够将生物学、化学和物理学的信号转化为电子信号的设备。
它通过利用细胞、酶、抗体、DNA等生物分子特异性识别分析分子，从而实现对特定分子的高灵敏、高选择性检测。
生物传感器由于具有易制备、低成本、高效率、检测稳定和快速响应等特点，在环境监测、食品安全、医疗诊断等领域得到了广泛应用。
一、生物传感器的基本原理生物传感器是利用生物分子对特定分子（分析物）的特异性识别作用来进行检测分析的一种传感器。
其基本原理是基于配体—受体相互作用的生物学检测方法，其最主要的两个元素是生物分子（受体）和信号转换器（转换器）。
当分析物与生物分子配对时，生物分子就能够改变原本的电学或光学特性，这种改变可以被转换器转换为可读取的信号输出。
常用的生物分子包括抗体、DNA、RNA和酶等，常用的信号转换器包括电化学和光学传感器等。
1. 抗体与生物传感器抗体生物传感器是广泛应用于生物分析领域的一种传感器。
T原位单抗生物传感器被广泛应用于药物、食品及环境中分析物测定，能够实现对高灵敏、高选择性的检测。
抗体生物传感器的检测过程包括两个步骤：生物分子与分析物的特异性识别和信号转换。
由于抗体对于特异性与亲和力非常强，所以可以实现对分析物的高灵敏、高选择性检测。
2. DNA生物传感器DNA是一种具有适应性的高分子生物分子，可以通过特定配对的碱基与其它DNA分子、RNA分子、蛋白质等生物大分子相互作用。
基于这种特点，发展了大量的DNA生物传感器。
DNA生物传感器的优点在于其对于寡核苷酸寡肽的特异性识别及其大量、容易制备的DNA库。
同时，DNA的亲和力最适pH值稳定，而且对温度不敏感，这使得DNA生物传感器的检测过程具有高的重复性和稳定性。
3. 酶生物传感器酶生物传感器是利用酶的催化作用对特定底物进行检测分析的一种生物传感器。
酶催化过程伴随着氧化还原反应、酸碱中和反应、添加或消耗分子等变化，这些变化能够通过电化学或光学方法检测和分析。
生物传感器技术的原理和应用
生物传感器技术的原理和应用生物传感器技术是一种利用生物材料作为感测元件的传感器技术，拥有灵敏度高、选择性好、反应速度快等优点。
这种技术已经在生物医学、环境监测、食品安全等领域得到了广泛应用。
一、生物传感器技术的原理生物传感器是通过生物体对特定分子的敏感性来实现物质检测的一种传感器。
它将生物识别和电信号转换结合在一起，通过生物反应来测量生物体系的化学变化，从而实现对分子的检测。
生物传感器由生物分子、电子元件和信号转换部分构成。
1.生物分子生物分子是生物传感器中最核心的部分，主要包括抗体、酶和核酸等。
这些生物分子能够在适当的条件下与特定的物质结合，并发生一系列可检测的化学反应。
例如，酶可以作为生物传感器的感测元素之一，它可以检测到特定的底物并产生相应的电信号变化。
因为生物体系对所要检测的物质具有高度的选择性和灵敏度，所以生物分子能够作为高效、高灵敏的感测元素。
2.电子元件电子元件是探测生物反应所产生的信号的部分，主要有电极、传感器等。
电极是被固定在导电体表面的电荷的传递路径，其主要作用是将生物体系中发生的电化学反应转换为电信号，并传输到电子采集和信号处理系统中。
传感器是一种将生物体系与电子元件相结合的设备，通过改变电荷状态来反映所要检测的物质浓度。
3.信号转换部分信号转换部分是将反应信号与输出信号相匹配的系统。
一般来说，输出信号是电信号。
信号转换系统包括所有可以将生物反应信号转换为电信号的部分：从信号放大到信号增强、滤波、数字化以及相关的处理。
目的是使输出信号具有更准确、更敏感和更高的分辨能力。
二、生物传感器技术的应用生物传感器技术已经在医疗诊断、环保和食品安全等领域得到广泛应用。
下面介绍一些生物传感器的应用实例。
1.医疗诊断生物传感器能够检测多种疾病所产生的生物标志物，如糖尿病的血糖检测、肝炎的抗体检测等。
针对这些疾病，生物传感器提供了更加便捷、精确、无痛的检测方法，有助于加快疾病的早期发现和治疗，提高治疗效果。
生物传感器技术的原理及应用
生物传感器技术的原理及应用现代医学技术的发展越来越依赖于生物传感器技术，这是一种通过生命体的生物化学刺激来感知、检测和测量物质或生命特征的技术。
生物传感器技术不仅可以用于生物医学领域，也被广泛应用于环境保护、食品安全监控、生物学研究和工业生产等领域。
本文将探讨生物传感器技术的原理及应用。
一、生物传感器技术的原理生物传感器技术是利用生物体自身的生物测量方法，通过测量生物体内生物化学反应的信号来获得生物信息，并将其转换为电信号，实现生物分子运动的检测。
生物传感器由三个部分组成：识别元件、传递元件和检测元件。
其中，识别元件用于识别和捕获待测生物分子，传递元件用于将生物分子的信号传递给检测元件，检测元件用于将生物分子的信号转换为电信号，实现测量效果。
生物传感器主要利用基因工程技术将其与分子生物学相结合。
首先是识别元件，利用特定的生物分子，例如酶、抗体、受体、DNA等，对生物分子进行识别、捕获和分离，完成生物物质的成像。
如果用抗体作为识别元件，则它能对一定的生物分子具有较高的选择性和特异性。
例如，人类血清中的葡萄糖在不同血糖水平时对应不同的抗体浓度，可以通过测量抗体的高低来测量血液中的葡萄糖含量。
其次是传递元件，利用建立在识别元件之上的生物传递和信号放大系统，将生物分子的信号扩大和传递。
例如，延迟信号线（一种细长的聚合物），周期性运动的微泵和液体的流动（微流控芯片）等都是传递元件的例子。
最后是检测元件，利用物理化学方法，将生物分子的化学反应转换为可测量电信号的元件。
如涉及葡萄糖测量的电极，检测焦磷酸的电化学传感器，也有利用分光法测定色素浓度的元件等。
综上所述，生物传感器技术的原理，主要是通过识别元件、传递元件和检测元件组成的传感器设备，实现对生物分子信息的捕捉和转换，进而获得表征微生物信息的信号，并通过专用的设备实现检测。
二、生物传感器技术在医学领域的应用生物传感器技术在医学领域的应用广泛，从血压、血氧、干细胞的检测，到体外诊断、监测、治疗等多个方面。
生物传感器的原理与应用
生物传感器的原理与应用生物传感器是一种能够依靠生物分子与物理信号进行相互作用，实现生物信息转化和检测的装置。
它借鉴了生物学，化学和电子学的理论和技术，广泛应用于医疗、环境、食品安全等领域。
本文将介绍生物传感器的原理和一些常见的应用。
一、生物传感器的原理生物传感器通常由三个组成部分构成：生物识别元件、信号转换元件和信号处理元件。
1. 生物识别元件：生物传感器通过生物识别元件与待测物相互作用，实现检测和分析。
生物识别元件通常是具有特定选择性的生物分子，如酶、抗体、核酸等。
通过与待测物相互作用，生物识别元件可以产生特异性的信号响应。
2. 信号转换元件：信号转换元件将生物识别元件产生的生物分子信号转化为物理或化学信号。
常见的信号转换元件包括光电二极管、电化学电极和晶体振荡器等。
不同的生物传感器采用不同的信号转换元件来实现信号的转换和放大。
3. 信号处理元件：信号处理元件将信号转换元件转换得到的物理或化学信号进行放大、滤波和解码等处理。
信号处理元件通常由微处理器或电子电路组成，能够对信号进行实时监测和分析，并输出相应的结果。
二、生物传感器的应用生物传感器在医疗、环境监测和食品安全等领域有广泛的应用。
1. 医疗领域：生物传感器在医疗诊断中起到了重要的作用。
例如，血糖传感器可以测量血液中的葡萄糖浓度，用于糖尿病患者的自我监测。
基因传感器可以检测DNA序列，用于遗传疾病的早期筛查。
此外，生物传感器还可以用于药物筛选和监测药物浓度等方面。
2. 环境监测：生物传感器被广泛应用于环境监测，尤其是水质和空气质量监测。
水质传感器可以检测水中的氨氮、重金属等物质，用于水质评估和污染监测。
生物传感器还可以用于检测空气中的有害气体和微生物，提供实时的环境监测数据。
3. 食品安全：生物传感器在食品安全领域也有重要的应用。
例如，食品中的农药残留可以通过生物传感器进行快速检测。
利用生物传感器还可以检测食品中的重金属和微生物等有害物质，确保食品的安全性。
生物传感器在生物医学检测中的应用
生物传感器在生物医学检测中的应用近年来，随着生物技术的不断发展，生物传感器的应用越来越广泛。
生物传感器能够检测生物体内的各种生理参数，可以用于医学诊断、药物筛选和生命科学研究等领域。
本文将介绍生物传感器在生物医学检测中的应用。
一、生物传感器的基本原理生物传感器是一种能够将生物信息转换成电信号的检测设备。
其基本原理是使用生物分子与生物传感器接触，在一定条件下进行反应，生成电子信号。
电子信号可以通过电路进行放大、处理和记录，以表征生物分子的浓度或活性。
生物传感器主要含有两个部分：生物识别元件和转换元件。
生物识别元件是一种生物分子（如抗体、酶、核酸）或细胞，可以选择性地与目标分子结合。
转换元件将生物信号转化为电信号，常用的转换元件有电化学传感器、光学传感器和质谱传感器等。
二、生物传感器在临床检测中的应用（一）葡萄糖监测葡萄糖传感器已成为糖尿病患者必需的检测工具。
葡萄糖传感器通过检测血液和体液中的葡萄糖含量来实时监测病患的血糖水平。
葡萄糖传感器一般分为两类：无创和创可贴式。
无创葡萄糖传感器使用电化学传感器的原理，通过皮肤上的微小电流激活血流，血流中的葡萄糖经过检测后，可以得到一个数字信号。
创可贴式葡萄糖传感器则通过在手指末端或耳垂上穿过一个小的针头来得到血液样本，并使用同样的原理对其进行检测。
（二）生化检测生化传感器可以测量生物体内的各种物质，例如酶、蛋白质和代谢产物等。
这些传感器可以通过信号表征生物分子的浓度或反应活性，从而发现疾病或协助药物开发。
生化传感器通常采用电化学传感器或光学传感器实现。
例如，一些商业化药物治疗监测的产品以及在研究领域中广泛使用的蛋白质芯片，就采用了生化传感器的技术。
（三）DNA检测DNA传感器是一种特别的光学生物传感器，用于鉴定和测量DNA序列。
DNA传感器最新的应用场景是DNA测序，其中一些商业测序公司（如Illumina、Roche和Thermo Fisher Scientific）均使用DNA传感器进行海量测序。
生物传感器在疾病检测中的应用
生物传感器在疾病检测中的应用近年来，随着科学技术的迅猛发展，生物传感器在医学领域的应用得到了广泛关注。
生物传感器是一种能够实时、快速地检测生物样品中病原体或生物分子的设备。
这些传感器能够以高度的灵敏度和特异性识别目标分子，并通过电信号、光信号或其他信号形式进行输出，使得其在疾病检测、健康监测等方面展现出巨大的潜力。
本文将探讨生物传感器在疾病检测中的应用，包括其基本原理、分类、实用案例及未来发展方向。
生物传感器的基本原理生物传感器由生物识别元件和信号转换元件两部分组成。
生物识别元件通常是酶、抗体、核酸或细胞等生物大分子，这些材料能够特异性地与目标分子结合。
而信号转换元件则将生物识别过程中产生的化学或生物信号转换为电信号、光信号或者其他可检测的信号。
最终，这些信号可以被分析仪器或计算机系统进行处理，从而获得定量或定性的检测结果。
生物传感器的分类按照不同的工作原理，生物传感器可以分为多种类型，主要包括以下几类：电化学传感器: 这类传感器利用电化学反应来检测目标分子。
例如，使用酶促反应产生电流变化来指示样品中某种代谢产物浓度的变化。
目前，电化学传感器已经广泛应用于血糖监测、乳酸测定等疾病检测中。
光学传感器: 光学传感器利用光学效应（如吸收、荧光或表面等离子共振）来检测分子。
这类传感器具有较高的灵敏度与选择性，被广泛用于癌症标志物检测、感染性疾病诊断等方面。
机械传感器: 机械传感器主要通过监测质点质量变化以及流动阻力的改变来实现对目标分子的检测。
这类传感器适用于病原体检测和细胞活性监测。
热量传感器: 热量传感器通过测量反应过程中释放或吸收的热量变化来进行检测。
这种方法可以用于药物筛选及代谢产物监测。
生物传感器在疾病检测中的应用案例糖尿病监测糖尿病是一种全球范围内日益严重的慢性疾病。
传统的血糖测试通常需要通过刺破皮肤提取血液样本。
这不仅给患者带来了不适，也增加了操作复杂性。
而基于电化学原理的穿戴式血糖监测生物传感器则解决了这一问题。
生物传感器的设计与生物监测应用
生物传感器的设计与生物监测应用近年来，生物传感器在生物监测领域发挥着越来越重要的作用。
生物传感器是一种能够通过与生物体相互作用来检测特定生物活性的设备或系统。
其设计与应用对于提高医疗诊断的准确性、监控环境中的生物污染程度以及实现个性化医疗等方面具有重要意义。
本文将重点介绍生物传感器的设计原理和在生物监测中的应用。
一、生物传感器的设计原理生物传感器的设计原理基于生物识别和信号转换两个关键步骤。
生物识别是通过选择合适的生物分子与待检测的生物活性相互作用来实现的。
例如，利用酶作为生物识别元件来检测体内特定代谢产物的浓度。
信号转换是将生物分子的相互作用转化为可观测的信号的过程，常用的转换方式包括光学、电化学和生物传导等。
基于不同的应用需求，生物传感器的设计可以选取适合的生物识别和信号转换方式。
二、生物传感器的设计策略生物传感器的设计策略包括传感器的选择、生物分子的选择以及信号转换方式的选择。
传感器的选择首先需要确定所监测的生物活性类型，包括代谢物浓度、酶活性、细胞状态等。
通过对不同传感器的性能进行评估，选择最适合的传感器来实现特定的监测目标。
生物分子的选择是生物传感器设计中的关键一步。
合适的生物分子能够与待检测的生物活性相互作用并产生可观测的信号。
常用的生物分子包括抗体、酶、核酸等。
信号转换方式的选择要考虑到检测灵敏度、特异性以及实时性等因素。
不同的转换方式对信号的检测和分析有不同的要求。
三、生物传感器在医学诊断中的应用生物传感器在医学诊断中起到了至关重要的作用。
例如，生物传感器可以通过检测定量特定代谢产物的浓度来实现糖尿病患者的血糖监测。
通过与血液中的葡萄糖相互作用，生物传感器可以将葡萄糖的浓度转化为电化学信号，并且该信号可以实时地显示在监测仪器上，方便患者监测血糖水平的变化。
此外，生物传感器还可以用于监测其他生物活性，比如肿瘤标志物的检测和细胞活性的评估等。
生物传感器在医学诊断中的应用有助于提高医疗诊断的准确性和便捷性。
生物传感器的原理及其应用
生物传感器的原理及其应用生物传感器是一种能够检测生物活性物质的分析仪器，它通过测量生物系统中的某种物理量来获得对特定生物体系中生物活性物质的检测。
生物传感器主要分为生物电化学传感器和光学传感器两大类。
下面我们将介绍生物传感器的原理及其应用。
一、生物传感器的原理生物电化学传感器是一种基于化学反应和电化学检测的传感器，它检测生物体系中的生物活性物质。
根据化学反应的机制和电化学反应的特征，生物电化学传感器可以分为两种类型：纯化学反应型和酶反应型传感器。
纯化学反应型生物传感器基于物理现象的直接检测，如氧化还原反应、离子选择性电极、光度法等，可以用来检测某些离子和小分子。
而酶反应型生物传感器则是通过特定酶的生物催化作用来检测特定生物分子。
在酶反应中，生物活性分子将被酶特异性催化转化为电活性物质，然后检测电化学反应的结果。
光学传感器基于检测微小的光学信号的转换，比如荧光、吸收和散射等。
光学传感器通常使用荧光蛋白或其他发光物来标记检测物质。
检测物质与荧光蛋白相互作用后，荧光就会改变，这种改变可以通过光学测量来检测。
二、生物传感器的应用生物传感器的应用十分广泛，下面将介绍它们的几个主要应用领域。
1. 医学与生命科学生物传感器在医学和生命科学中的应用可被用于诊断和治疗疾病。
生物传感器可以快速、准确地检测血糖、尿酸、胆固醇和血氧等指标。
在治疗方面，生物传感器可通过蛋白质表达、蛋白质识别等机制来释放药物或激活特定细胞。
2. 环境检测生物传感器可被用于确保食品、水源和环境中的安全。
生物传感器可以检测某些污染物，例如重金属离子、溶解氧等，以帮助防止环境污染和生物物种死亡。
3. 工业化学生物传感器还可以用来检测过程维护、质量控制等制造业活动的特定参数。
通过不断监测这些参数，可以提高产品质量并降低制造成本。
4. 农业生物传感器也可以用于农业生产。
现在的农业生产多是化学农业，但这样对环境污染比较大，而生物传感器可以检测和管理害虫病害，从而帮助农民提高作物产量。
生物传感器的原理分类及应用
生物传感器的原理分类及应用1. 引言生物传感器是一种能够将生物学反应转化为可量度的信号的装置，它可以检测和测量生物体内的各种分子、离子和微生物等生物活性物质。
生物传感器广泛应用于医学诊断、环境监测、食品安全和农业等领域。
本文将介绍生物传感器的原理分类及各个应用领域的具体案例。
2. 生物传感器的原理分类生物传感器根据其原理可以分为以下几类：2.1 酶传感器酶传感器利用酶对底物的特异性反应来检测目标物质的浓度。
常见的酶传感器包括葡萄糖传感器、乳酸传感器和胆固醇传感器等。
例如，葡萄糖传感器可以通过检测血液中的葡萄糖浓度来监测糖尿病患者的血糖水平。
2.2 免疫传感器免疫传感器利用抗体与抗原之间的特异性结合来检测目标物质。
免疫传感器在医学诊断中得到广泛应用，例如检测病毒、细菌和抗体等。
近年来，免疫传感器也用于食品安全领域，用于检测食品中的致病菌和有害物质。
2.3 DNA传感器DNA传感器利用DNA分子的特异性互补配对来检测目标物质。
DNA传感器在基因检测和基因表达研究等领域有广泛应用。
例如，DNA传感器可以检测基因突变和特定基因的表达水平，有助于研究疾病的发生和发展机制。
2.4 细胞传感器细胞传感器利用细胞对外界环境的敏感性来检测目标物质。
常见的细胞传感器包括细胞生物传感器和细胞电化学传感器等。
细胞传感器在环境监测和生物安全等领域有着重要的应用，例如可以检测水体中的有毒物质和污染物。
3. 生物传感器的应用案例生物传感器在各个领域有着广泛的应用，以下是一些典型案例：3.1 医学诊断生物传感器可用于医学诊断，例如心电图仪检测心电信号、血糖仪检测血液中的葡萄糖浓度。
同时，生物传感器还可以用于检测疾病标志物，帮助早期诊断和治疗疾病。
3.2 环境监测生物传感器在环境监测中起到关键作用。
例如，利用细胞传感器可以检测水体中的重金属离子、有机污染物和细菌等。
这有助于保护环境、预防环境污染。
3.3 食品安全食品安全是人们关注的重要问题之一，生物传感器在食品安全领域发挥了重要作用。
生物传感器及其在医学和生物工程中的应用
生物传感器及其在医学和生物工程中的应用随着科技的进步，人类对于生命科学的研究也日益深入。
生物传感器作为一种新型的测量工具，可以在医学和工业领域中扮演重要的角色。
本文将介绍生物传感器的原理、类型及其在医学和生物工程中的一些应用。
一、生物传感器原理生物传感器是基于生物材料(如酶、细胞、抗体、DNA、RNA 等)的灵敏元件，通过对生命现象的监测和准确的信号转换，可以实现对某一特定物质的检测和定量分析。
生物传感器通常由三个组成部分构成:生物分子、传感器转换元件和信号读取单元。
在生物传感器中，生物分子起着很重要的作用。
例如，酶可以通过催化物质的反应，产生可观测的电信号；抗体可以特异性地和抗原结合，从而引发信号变化。
在生物信息处理过程中，由于受到外界因素(如温度、酸碱度、离子强度、抑制剂、缩离子浓度等)的影响，会对信号的稳定性和精度产生一定的负面影响。
传感器转换元件是生物传感器中的关键部分，它能将生物分子所观测到的生命现象转换为物理或化学信号。
传感器转换元件是传感器性能评估的关键因素，主要包括信号变换电路、传感电极和检测元件等。
信号读取单元是将传感器输出信号实现数字化或可视化的过程，包括例如模数转换、计算机控制、信号放大和操作界面等。
不同类型的生物传感器要求不同的信号处理方式和设备，这使得生物传感器具有一定的特异性和定量性。
二、生物传感器类型生物传感器可以根据其检测对象、检测机制、传感元素等多种标准进行分类。
根据最常用的参数类型进行分类，可以将其大致分为以下几类：1. 光学生物传感器: 光学生物传感器是一种使用光学信号进行检测的传感器。
这种传感器通常基于生物分子的光学性质，利用特定酶物质、DNA、RNA等生物分子与检测物品识别相结合，并通过光学计量器进行检测。
这种生物传感器通常用于物质浓度、酸碱度和成像等方面的应用。
2. 电化学生物传感器: 电化学生物传感器是基于生物分子和电化学信号的交互作用实现的。
在这类传感器中，生物分子通过免疫反应或催化作用，改变检测电极表面的电荷或电流，从而实现检测。
生物传感器的原理与应用
生物传感器的原理与应用生物传感器是一种可以通过生物化学反应将所测参数转化为电信号输出的装置。
生物传感器的优点在于其对于生物反应的灵敏度很高，且可以直接与生物样本进行作用而不需要引入较多的外部反应物。
生物传感器从其结构和工作原理上分为许多种类，每种类型的生物传感器都有其自身的特点和适用范围。
一、生物传感器的原理生物传感器可以通过信号转化和放大实现对生物化学反应的检测和测量。
常见的生物传感器有光学传感器、电化学传感器、荧光传感器、色谱传感器等多种类型。
以光学传感器为例，其测量原理基于样品中的化学反应产生变色或发光，利用光学技术进行测量。
在光学传感器中，光源发出的光进入样品，经过反射或透射后被检测器接收并转换为电信号输出。
生物传感器的灵敏度取决于反应物和酶的浓度、反应时间和光学技术的灵敏度等多种因素。
二、电化学传感器电化学传感器是一种将化学信号转化为电信号进行检测的生物传感器。
它利用电化学原理进行信号转换，通过测量电流和电势差等参数来检测各种化学反应。
在电化学传感器中，采用的常见的电极材料有铂、金、碳等，其中碳电极是最常用的材料之一。
电化学传感器的具体作用可以通过电极接触样品并将其中的化学反应产生的电流或电势差转化为电信号输出。
这种类型的传感器适用于生命科学领域中的生化分析、药物筛选和毒素检测等方面。
三、荧光传感器荧光传感器是一种可以通过荧光信号强度来检测物质浓度和化学反应的传感器。
荧光传感器可根据目标分子的结构和性质进行选择和设计。
在荧光传感器中，通常通过将样品与化学染料或荧光染料结合，然后通过激光或强光源进行激发来产生荧光效应。
荧光效应强度的变化会随着样品中目标分子的浓度或化学反应的进行而发生变化，因此可以通过检测荧光强度来确定目标分子的浓度和化学反应的进程。
四、色谱传感器色谱传感器是一种利用色谱分离和检测技术进行化学分析和结构分析的传感器。
该传感器的工作原理是利用生物化学反应与色谱技术进行结合，测量样品中目标分子的物质浓度和结构等特性。
生物传感器的原理与应用
生物传感器的原理与应用生物传感器是一种利用生物体内特定的生物分子与目标物质发生特异性识别与反应的装置，它可以将生物分子的信号转换为可测量的电信号或光信号。
通过检测这些信号变化，生物传感器可以实现对特定物质的快速、准确、灵敏的检测。
本文将介绍生物传感器的工作原理和常见应用。
一、生物传感器的工作原理生物传感器的工作原理可以分为三个主要步骤：识别、转换和检测。
1. 识别：生物传感器通过识别分子间的特异性相互作用来实现目标物质的选择性识别。
这种特异性相互作用可以是抗体与抗原、酶与底物、核酸与互补序列之间的结合等。
2. 转换：识别过程中，生物传感器将生物分子的信号转换为可测量的物理或化学信号。
常用的信号转换方式包括光学、电化学、电子学和质谱学等。
3. 检测：转换后的信号被测量和分析，从而确定目标物质的存在和浓度。
检测过程一般利用仪器或设备来实现，如光谱仪、电化学工作站、生物芯片等。
二、生物传感器的应用领域生物传感器在众多领域中都有着广泛的应用，以下列举了其中的几个主要应用领域。
1. 环境监测：生物传感器可以用于监测水、空气、土壤等环境中的有害物质，如重金属离子、农药残留等。
这对于环境保护与生态安全具有重要意义。
2. 医学诊断：生物传感器在医学诊断中有着广泛的应用，可以用于检测人体内的生物标志物，如血糖、胆固醇、肿瘤标志物等。
它能够提供快速、准确的诊断结果，帮助医生进行病情分析和治疗决策。
3. 食品安全：生物传感器可以用于快速检测食品中的有害物质，如农药残留、食品添加剂等。
通过对食品进行实时监测，可以确保食品安全，保障公众健康。
4. 生物工程：生物传感器在生物工程领域中具有重要作用。
它可以用于监测发酵过程中的代谢产物，优化生产条件，提高生产效率。
5. 临床药物研发：生物传感器在临床药物研发中的应用越来越广泛。
它可以用于药物与受体的相互作用研究、药物筛选、药代动力学研究等。
这些应用可以加快药物研发过程，降低成本，提高研发效率。
生命科学中的生物传感器技术
生命科学中的生物传感器技术生物传感器技术是一项广泛应用于生命科学领域的技术，它利用生物体内的分子、细胞等生物分子进行高灵敏、高选择性的生物分子识别和检测。
近年来，随着科技的不断发展，生物传感器技术在医学、环境监测、食品安全等领域中发挥着越来越重要的作用。
一、生物传感器的基本工作原理生物传感器分为一次性和可重复使用两种类型。
无论是哪种类型的生物传感器，其基本工作原理都是通过生物识别分子与目标分子的相互作用来实现的。
首先，生物传感器中的生物识别分子会与目标分子发生特异性结合，形成复合物。
这种结合过程可以是免疫反应、酶反应、核酸反应等。
通过合适的检测手段，如光学、电化学、质谱等方法，可对复合物进行检测，并获得相关信号。
最后，通过信号的分析和处理，可以快速、准确地检测目标分子的存在与浓度。
二、生物传感器在医学领域中的应用1. 临床诊断生物传感器可用于快速检测临床标志物，如癌症标志物、病毒感染标志物等。
通过对这些标志物的检测，可以实现早期疾病诊断和预防。
2. 药物检测生物传感器可以应用于药物的分析、检测和剂量监控。
它可以快速、准确地测量药物在患者体内的浓度，为医生提供更科学的用药指导。
3. 人体内环境监测生物传感器可用于监测人体内环境，如酸碱平衡、血糖浓度、血液氧合度等指标。
这对于疾病的早期诊断和治疗非常重要。
三、生物传感器在环境监测中的应用1. 水质监测生物传感器可以检测水源中的各种有害物质，如重金属离子、细菌和化学物质。
通过监测水质指标，可以准确评估水源的安全性，保障公众的健康。
2. 大气污染监测生物传感器可用于检测大气中的有害气体，如二氧化碳、氮氧化物等。
通过监测大气污染指标，可以及时采取措施减少环境污染，改善空气质量。
3. 土壤监测生物传感器可用于监测土壤中的营养元素、重金属等有害物质。
通过监测土壤指标，可以评估土壤肥力、农作物生长情况，并防止土壤污染对农作物产量和质量的影响。
四、生物传感器在食品安全中的应用1. 农药残留检测生物传感器可用于检测食品中的农药残留量，帮助监管部门确保食品安全。
生物传感器的研究及应用
生物传感器的研究及应用一、引言随着科技水平的不断提高，生物传感器在现代科技中的应用越来越广泛。
它是将生命体系中的生物分子与传感器技术相结合的一种新型技术，能够高效、快速、灵敏地检测生物分子，具有许多优点。
本文将从生物传感器的原理、种类、研究和应用等方面进行探讨。
二、生物传感器的原理生物传感器是利用合适的生物体系（如酶、抗体、细胞、DNA）来识别和测量与生物体系相互作用的分子，进而将信号转换成用于指示分子浓度或活性的可观测信号。
它的原理是利用生物分子与特定分子之间的相互作用，通过转换成电信号、光信号等特定信号而进行检测。
在传感器中，生物分子作为生物识别元素。
光学、电化学、物理学、机械学和化学分析等方法则用于将生物识别元素与仪器接口和信号转换器连接起来。
三、生物传感器的种类生物传感器可分为：光学生物传感器、电化学生物传感器、材料促进生物传感器、微生物生物传感器、生物智能泵（Biosmart Pump）和化学生物传感器等。
1. 光学生物传感器光学生物传感器是以光信号的测定为基础的生物传感器，其原理是根据有机染料分子的吸收光谱或荧光光谱的变化，来判断生物分子的浓度。
因为光学的灵敏性和速度非常高，能够通过稳定、非破坏性的方法进行生物分子的测量，因此广泛应用于生物实验室和诊断设备的制造。
2. 电化学生物传感器电化学生物传感器是指采用电化学手段检测生物分子的传感器，其原理是利用生物分子与电极的相互作用，通过电信号进行检测。
该种传感器具有灵敏度高、反应速度快、可重复使用等特点。
3. 材料促进生物传感器材料促进生物传感器主要是指利用金属或非金属材料与生物分子相互作用，以增强电化学信号或光信号的传递和转换能力，从而提高传感器的检测灵敏度。
该种传感器被广泛应用于生物分析、临床诊断和生物传感等方面。
4. 微生物生物传感器微生物生物传感器是一种利用细胞或细胞质的生物传感器。
其原理是通过生物修饰材料将微生物固定到传感器表面中，动态监测微生物代谢活性，从而进行有关环境污染、工业废液处理等方面的检测。
关于生物检测传感器类型、基本原理及主要应用的文献整理沈玉杰
关于生物检测传感器类型、基本原理及主要应用的文献整理报告****** ******1 DNA电化学传感器1.1 基本原理电化学DNA传感器一般由一个固定DNA片段的电极和用于检测的电活性杂交指示剂构成。
在适当条件下,利用两条互补的DNA单链间的特异性相互作用,使电极表面上已知序列的DNA片段(DNA探针)与溶液中的待测序列DNA (靶序列)发生杂交,通过杂交前后电活性指示剂的电化学响应的变化进行测定;或使电极表面的靶序列与溶液中的已标记电化学活性物质的DNA探针杂交[27 ]来测定靶序列。
在电极表面的DNA双螺旋结构形成后,该传感器还可用于检测那些与DNA双链有着特殊亲和力的电活性小分子。
1.2 主要应用1.2.1 DNA损伤研究DNA损伤是指由于化学物质的作用或受辐射而引起的 DNA磷酸核糖骨架的断裂 ,磷酸、核糖或碱基的损伤等。
DNA损伤种类繁多 ,仅氧化损伤一类 ,目前已证实的就有 100多种[79 ]。
由于 DNA损伤会极大地扰乱生物体正常的生理活动 ,所以 ,很久以来就是生化研究的一个重点。
Palecek等曾在 1996年[80 ]和 1998年[81 ]两次对用于 DNA损伤研究的 DNA 传感器进行了综述 ,并认为基于汞电极的传感器最适合于 DNA损伤的研究。
2000年 ,他们又用悬汞电极发展了一种新的 DNA传感器用于监控由 Fenton反应所造成的 DNA链的断裂。
1.2.2 环境污染监控众所周知,许多环境污染物的毒性就表现在它们与DNA 间的相互作用,因此,DNA 传感器可被用于环境中污染物的监控。
Wang 等在1997 年曾对这一方面的发展进行了综述[83 ] ,提出了3 种检测方案: ⑴利用固定的双链DNA 修饰层使电活性污染物在电极上优先富集; ⑵检测由污染物键合引起的电极表面修饰核酸内在氧化信号的改变; ⑶对于非电活性的分析物,可通过它与一电活性物质在DNA 修饰电极表面的结合竞争来进行测定。
生物医学传感器的原理与使用技巧
生物医学传感器的原理与使用技巧简介：生物医学传感器是一种能够检测和监测生物体内生理和生化变化的装置。
它在医学领域的应用非常广泛，可以用于病情的早期诊断、监测疾病治疗效果以及个体化健康管理等方面。
本文将介绍生物医学传感器的原理和使用技巧，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、生物医学传感器的原理生物医学传感器的原理基于生物化学和传感技术。
它通过与生物体产生相互作用，将生物体内的生理和生化信息转化为可测量的电信号。
其主要组成部分包括生物识别元件和传感电路。
1. 生物识别元件生物识别元件是生物医学传感器的核心。
它可以是生物酶、抗体、DNA或细胞等，用于识别特定的病理标记物或生物分子。
例如，抗体可以与肿瘤标记物结合，生物酶可以与葡萄糖结合。
2. 传感电路传感电路将生物识别元件与电子器件连接在一起，将生物体内的信息转化为电信号。
传感电路包括信号放大器、滤波器和数据处理单元等。
它们可将微弱的生物信号放大和处理，提高传感器的灵敏度和准确性。
二、生物医学传感器的使用技巧生物医学传感器的正确使用可以确保准确的测量结果和保护患者的安全。
以下是一些使用技巧：1. 选择适当的传感器不同的疾病和需要监测的生理参数需要不同类型的传感器。
在选择传感器时，需要考虑其灵敏度、准确性、稳定性以及与设备和系统的兼容性。
确保选用的传感器能够满足实际应用的需求。
2. 实施质量控制生成医学传感器应遵循严格的质量控制程序。
每个传感器在出厂前需要进行校准和测试，以确保其性能稳定可靠，并满足相关的监管标准。
在使用传感器之前，应检查其完整性和有效性，并进行必要的验证。
3. 适当的传感器安装位置传感器的安装位置对于测量结果的准确性至关重要。
应选择合适的部位，并遵循正确的安装方法。
对于皮肤传感器，清洁和消毒皮肤是必要的。
注意避免传感器与导联线和其他设备发生干扰，以避免误差的产生。
4. 定期维护和校准生物医学传感器的维护和校准对于保持其性能至关重要。
生物传感器在环境监测中的应用研究
生物传感器在环境监测中的应用研究随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，对人类的生存和健康构成了巨大威胁。
为了有效地监测和治理环境污染，各种先进的技术和方法不断涌现。
生物传感器作为一种新兴的检测技术，具有快速、灵敏、特异性强等优点，在环境监测领域得到了广泛的应用。
一、生物传感器的基本原理生物传感器是一种将生物识别元件与物理化学换能器相结合的分析装置。
其基本原理是利用生物识别元件（如酶、抗体、核酸、微生物等）对目标物质的特异性识别和结合作用，将这种生物化学反应转化为可测量的物理化学信号（如电信号、光信号、热信号等），从而实现对目标物质的检测和分析。
生物识别元件是生物传感器的核心部分，它决定了传感器的选择性和特异性。
常见的生物识别元件包括酶、抗体、核酸、微生物等。
酶具有高效的催化作用，可以将目标物质转化为可检测的产物；抗体能够与目标物质特异性结合，形成免疫复合物；核酸可以通过碱基互补配对原则与目标核酸序列结合；微生物可以利用其代谢活动对环境中的污染物进行降解和转化。
物理化学换能器则负责将生物识别元件产生的生物化学反应转化为可测量的物理化学信号。
常见的换能器包括电化学换能器（如电位传感器、电流传感器、电导传感器等）、光学换能器（如荧光传感器、吸光传感器、化学发光传感器等）、热学换能器（如热敏电阻传感器、热电偶传感器等）等。
二、生物传感器在环境监测中的应用（一）水质监测水是生命之源，水质的好坏直接关系到人类的健康和生态环境的平衡。
生物传感器在水质监测中具有重要的应用价值，可以检测水中的各种污染物，如重金属离子、有机污染物、生物毒素等。
1、重金属离子检测重金属离子如汞、铅、镉等具有很强的毒性，对人体和环境危害极大。
利用酶、抗体等生物识别元件与重金属离子结合后产生的生物化学反应，可以构建出检测重金属离子的生物传感器。
例如，基于脲酶的汞离子生物传感器，汞离子能够抑制脲酶的活性，通过检测脲酶活性的变化来定量测定汞离子的浓度。
生物医学传感器在疾病诊断中的应用研究
生物医学传感器在疾病诊断中的应用研究引言随着科技的快速发展，生物医学传感器在疾病诊断中的应用越来越受到人们的关注。
生物医学传感器具有高灵敏度、快速检测和非侵入性等特点，为疾病的早期诊断和治疗提供了新的思路和技术手段。
本文将从传感器的类型、原理和在不同疾病诊断中的应用等方面展开，归纳总结生物医学传感器在疾病诊断中的应用研究。
一、生物医学传感器的类型生物医学传感器可以根据其检测物质的性质和检测原理进行分类。
常见的生物医学传感器包括电化学传感器、光谱传感器、质谱传感器等。
不同类型的传感器具有不同的特点和应用范围。
电化学传感器是利用电化学原理进行检测的传感器。
它通过检测样品中的电荷转移过程来实现对生物分子的定量测定。
电化学传感器具有灵敏度高、响应速度快等优点，广泛应用于葡萄糖监测、DNA测序、蛋白质分析等领域。
光谱传感器利用光学原理进行检测，包括红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱等。
光谱传感器具有非破坏性、高灵敏度和快速检测等特点，在药物分析、肿瘤诊断等方面有广泛的应用。
质谱传感器可以通过质谱仪对样品进行分析，实现对生物分子的快速定量和鉴定。
质谱传感器具有高分辨率、高灵敏度和快速分析等优点，广泛应用于代谢组学研究、蛋白质组学研究等领域。
二、生物医学传感器的原理生物医学传感器的原理主要包括信号转换和信号检测两个过程。
信号转换过程是将生物分子与传感器的信号转换部分发生特定的相互作用，进而产生检测信号。
信号检测过程是通过一系列信号处理和分析方法将检测信号转化为可读取的结果。
在电化学传感器中，信号转换过程是通过电化学反应实现的。
当生物分子与电化学传感器的工作电极接触时，会发生特定的电化学反应，产生电流和电位变化等信号。
信号检测过程则是通过电化学方法对信号进行检测和分析。
在光谱传感器中，信号转换过程是通过光学反应实现的。
当生物分子与光传感器的感光元件相互作用时，会发生吸收、散射等光学变化，产生特定的光信号。
信号检测过程则是通过光学方法对信号进行检测和分析。
生物传感技术的应用
生物传感技术的应用生物传感技术是近年来快速发展的领域，具有广泛的应用前景。
生物传感器是利用生物分子在特定条件下与待测物质作用产生信号的装置。
它具有快速、准确、灵敏和高通量等特点，已经被广泛应用于环境监测、生物医学诊断和科学研究等领域。
下面将从生物传感器技术的基本原理，传感器的种类和应用场景等方面进行论述。
一、生物传感器技术的基本原理生物传感器是基于生物分子与待测物质相互作用的测量系统。
它可以利用抗体、酶和DNA等生物分子将待测物质与信号转换器耦合，转化成电信号、光信号或质谱信号等可测量的信号，并通过信号处理设备实现对待测物质的分析和检测。
生物传感器的原理是基于生物分子与待测物质的专一性相互作用，并利用这种作用产生的信号转换成可以测量的信号。
一般情况下，生物传感器包括两个部分，即活性生物元件和信号转换器。
活性生物元件是整个生物传感器的核心部分，它是利用生物分子与待测物质之间相互作用的能力，将待测物质与活性生物元件耦合，从而实现信号转换。
活性生物元件包含抗体、酶、受体和核酸等。
信号转换器是将生物分子识别事件转化为可测量的信号的装置。
常用的信号转换器有电化学传感器、荧光传感器、质谱传感器和纳米器件等。
它们可以将生物学分子识别事件转化为准确的电信号、光信号或质谱信号等，从而实现待测物质的快速、准确和灵敏的检测。
二、生物传感器的种类生物传感器根据其采用的生物元件和信号转换器的不同而分为多种类型，包括光学传感器、电化学传感器、质谱传感器和纳米传感器等。
1. 光学传感器光学传感器是一种利用光学信号转换器将光学信号转换为电信号的传感器。
它可以利用生物分子与待测物质之间的相互作用产生的光学信号，通过荧光、吸收或散射等方式实现待测物质的检测。
光学传感器具有高速、高通量、高选择性和高灵敏度等优点，已被广泛应用于医学诊断、生物分析和环境保护等领域。
2. 电化学传感器电化学传感器是一种利用生物分子与待测物质之间的电化学反应生成的电信号来检测待测物质的传感器。
生物传感器技术在疾病检测中的应用
生物传感器技术在疾病检测中的应用第一章：引言生物传感器技术是一种快速、灵敏、可靠的检测手段，在医学领域中得到广泛应用。
随着疾病的复杂性和多样性的增加，传统的疾病检测方法已经不能满足人们对准确、敏感和迅速诊断的需求。
生物传感器技术借助生物分子与传感器之间的相互作用，能够提供靶向性和高效性的疾病诊断手段。
本文将重点探讨生物传感器技术在疾病检测中的应用。
第二章：生物传感器技术的原理与分类2.1 生物传感器的基本原理生物传感器由生物分子识别元件和转换装置两部分组成。
生物分子识别元件能够与目标分子特异性结合，并产生特定的信号。
转换装置将信号转换为可以读取和分析的形式，如电化学信号或光学信号。
2.2 生物传感器的分类根据不同的信号转换装置，生物传感器可分为电化学传感器、光学传感器、质谱传感器等。
其中，电化学传感器是最常用和成熟的技术，通过测量电流、电压或电荷来研究化学反应。
光学传感器则通过测量光的吸收、散射、透射等特性来获得信号。
第三章：生物传感器技术在疾病检测中的应用3.1 癌症检测癌症是目前世界上主要的威胁人类健康的疾病之一。
生物传感器技术能够通过检测血液和生物组织中的特定肿瘤标记物来实现早期癌症的诊断与监测。
例如，通过测量血液中特定蛋白质和抗体的结合，可以提前发现乳腺癌、前列腺癌等常见癌症。
3.2 糖尿病监测糖尿病是一种常见的慢性代谢性疾病，需要进行长期的血糖监测。
传统的血糖监测需要采集血液样本，并进行离线化验。
而生物传感器技术可以实现实时、无创的血糖监测。
例如，利用光学传感器技术，可以通过检测皮肤表面的荧光信号来实现连续血糖监测。
3.3 传染病检测生物传感器技术在传染病的快速检测中具有重要的作用。
例如，在流感病毒的检测中，传统的检测方法需要几天的时间才能得出结果，而生物传感器技术可以在短时间内实现流感病毒的快速、准确检测。
此外，传感器技术还可以用于检测其他传染病，如艾滋病、结核病等。
3.4 心血管疾病监测心血管疾病是目前世界上最常见的致死疾病之一。
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关于生物检测传感器类型、基本原理及主要应用的文献整理报告****** ******1 DNA电化学传感器1.1 基本原理电化学DNA传感器一般由一个固定DNA片段的电极和用于检测的电活性杂交指示剂构成。
在适当条件下,利用两条互补的DNA单链间的特异性相互作用,使电极表面上已知序列的DNA片段(DNA探针)与溶液中的待测序列DNA (靶序列)发生杂交,通过杂交前后电活性指示剂的电化学响应的变化进行测定;或使电极表面的靶序列与溶液中的已标记电化学活性物质的DNA探针杂交[27 ]来测定靶序列。
在电极表面的DNA双螺旋结构形成后,该传感器还可用于检测那些与DNA双链有着特殊亲和力的电活性小分子。
1.2 主要应用1.2.1 DNA损伤研究DNA损伤是指由于化学物质的作用或受辐射而引起的 DNA磷酸核糖骨架的断裂 ,磷酸、核糖或碱基的损伤等。
DNA损伤种类繁多 ,仅氧化损伤一类 ,目前已证实的就有 100多种[79 ]。
由于 DNA损伤会极大地扰乱生物体正常的生理活动 ,所以 ,很久以来就是生化研究的一个重点。
Palecek等曾在 1996年[80 ]和 1998年[81 ]两次对用于 DNA损伤研究的 DNA 传感器进行了综述 ,并认为基于汞电极的传感器最适合于 DNA损伤的研究。
2000年 ,他们又用悬汞电极发展了一种新的 DNA传感器用于监控由 Fenton反应所造成的 DNA链的断裂。
1.2.2 环境污染监控众所周知,许多环境污染物的毒性就表现在它们与DNA 间的相互作用,因此,DNA 传感器可被用于环境中污染物的监控。
Wang 等在1997 年曾对这一方面的发展进行了综述[83 ] ,提出了3 种检测方案: ⑴利用固定的双链DNA 修饰层使电活性污染物在电极上优先富集; ⑵检测由污染物键合引起的电极表面修饰核酸内在氧化信号的改变; ⑶对于非电活性的分析物,可通过它与一电活性物质在DNA 修饰电极表面的结合竞争来进行测定。
其后,Krull 等又利用基于双层类脂膜(BLMs) 的电化学DNA 传感器来检测环境中黄曲霉素M1和肼类物质，其中黄曲霉素M1 的检测限达到0. 5 mmolPL ,而肼类物质的检测限更达到μgPL 级。
1.2.3 病原基因检测人类的许多传染性疾病是由环境中的病毒、病菌或寄生虫引起的,所以,病原基因的测定也是电化学DNA 传感器的一个重要研究领域。
例如,在发展中国家每天约有11000 名儿童死于由隐孢子虫引起的腹泻,Wang 等利用一段38 个碱基的低聚核苷酸探针制备了一种隐孢子虫DNA 传感器,通过计时电位溶出法检测,检测限可达到ng 级[84 ] 。
同样的方法也可被用于检测大肠杆菌、爱滋病毒和结核杆菌等。
Ozsoz 等研制出一种乙肝病毒DNA 传感器,用示差脉冲伏安法验证了该传感器对特定序列DNA 片断的选择性。
Azek 等制备了巨细胞病毒的基因传感器,其检测结果比凝胶电泳灵敏23000倍,比比色杂交试验灵敏83 倍[。
Ivnitski 等对用于食品工业中病原细菌检测的电化学传感器的原理和应用作了总结,并对该方面未来的发展进行了展望。
1.2.4 基因疾病诊断现代医学的研究成果表明 ,许多疾病 ,如癌症和遗传病等的发生都与基因的突变有关。
Hashimoto等将一段 20个碱基的探针固定于金电极 ,制备了一种用于致癌基因 vzmyc序列检测的电化学传感器 ,实验结果证明其效果很好。
Wang等通过一段固定在传感器上的 17个碱基的肽核酸 PNA探针完成了抑癌基因 P55的点突变检测。
Bardea等在金电极上组装了一个 3组分的低聚核苷酸修饰层 ,通过法拉第阻抗谱法发展了一种家族蒙性白痴症的特效生化传感器。
2 压电石英晶体传感器2.1 基本原理与结构压电石英晶体传感器是利用石英晶体作为基底的体声波器件在厚度剪切模式振荡过程中与周边环境的相互作用, 由器件超高频声波的声电阻抗谱、频谱或相位等参量变化对环境介质如质量、粘弹性、导纳、介电或流变特性等物理化学性能作出相关应答并转换成相应的检测信号。
2.2 压电石英晶体生物传感器的应用2.2.1 压电石英晶体免疫传感器它是利用石英晶体微天平对表面质量负载的高度敏感性和抗体特别是单克隆抗体与其相应抗原之间的特异识别功能相结合的生物传感器。
应用中一般采用固定抗体来检测抗原, 应用较多的是单克隆抗体。
单克隆抗体是针对抗原某一决定簇的抗体, 只与其相应的抗原决定簇结合, 有效地避免了抗原抗体交叉反应的出现,赋予了压电石英晶体免疫传感器对检测物质的特异识别并结合的基础。
近年来, 压电石英晶体免疫传感器应用于医学实验诊断的报道很多。
2.2.2 用于凝血检查的压电石英晶体传感器这类传感器属于非质量效应型石英晶体传感器, 它是利用石英晶体振荡频率变化对晶体所处体系液体的密度和黏度变化的高度敏感性来检测体系性状的改变。
Si 等报道了利用红细胞阻抗特性的变化引起压电石英晶体传感器响应频率改变来检测红细胞沉降速率的压电石英晶体阻抗传感器。
当红细胞凝集或沉降特性改变后, 将导致溶液电导率的变化, 检测石英晶体的频率变化就可反映红细胞的凝集时间和沉降速率。
Cheng 等研制了血浆凝血酶原时间和全血凝血间检测的压电石英晶体传感器, 利用血浆凝集反应过程中晶体所处体系密度和黏度改变引起的频率变化来确定凝集反应的起点和终点。
目前也有人报道了应用乳胶凝集方法检测类风湿因子、抗“O ”抗体的压电石英晶体传感器。
与传统检测方法相比灵敏度高、操作简单、快速、成本低廉。
2.2.3 食品、饮用水中肠道菌的监测食品、饮水中肠道菌群是卫生监控的一个重要指标。
1992 年P lom er 等研究了一种可以检测饮水中常见肠道细菌如大肠杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌等的压电免疫传感器。
他们找到肠道革兰氏阴性细菌的共同抗原并制备成单克隆抗体, 单克隆抗体用蛋白A (Staphy2lococcal p ro tein, A SPA ) 固定在10MHz 的石英晶体电极表面。
研究中以检测大肠杆菌为例, 细菌浓度在106～109öm l 范围内, 免疫传感器都能正确检测。
这种免疫传感器的出现为环境监测、食品卫生检验提供了一种新的快速肠道菌检测方法。
2.2.4 食品中细菌毒素的检测很多细菌能分泌外毒素, 这些毒素是细菌重要的致病因子, 如金黄色葡萄球菌的肠毒素可引起急性胃肠炎症; 肉毒杆菌分泌的肉毒毒素能致人死亡。
如这些细菌污染食物后, 会分泌大量的毒素残留在食物中, 食用后会对人体产生很大的危害, 乃至危及生命。
因此细菌毒素的检测是食品卫生监督常用的重要指标, 目前细菌毒素检测仍较困难。
1997 年Harteveld 等[ 18 ]研制了一种检测金黄色葡萄球菌的肠毒素B 的压电石英免疫传感器。
他们用金黄色葡萄球菌的肠毒素B 的多克隆抗体固定在20MHz 的石英晶体金电极表面,采用流动注射技术进行检测。
最低检测限为0. 1Lgöm l。
国内也有类似报道。
该方法检测时间短, 能实时检测。
3 生物传感器3.1 生物传感器的检测原理生物传感器的检测原理：待测物质进入生物活性材料(如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电、声、光等信号。
再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。
传感器的结构一般由两部分组成，其一是生物分子识别元件(感受器)，是指将一种或数种相关生物活性材料固定在其表面(也称生物敏感膜)；其二是能把生物活性表达的信号转换为电、声、光等信号的物理或化学换能器，二者结合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。
3.2 生物传感器的应用3.2.1 酶传感器的应用酶传感器是由固定化酶作为敏感元件的生物传感器。
应用酶传感器可以省去提纯酶的复杂步骤。
许多酶传感器都可以用于临床生化指标(葡萄糖、乳酸、尿素、尿酸、肌酸、肌酐、谷氨酰胺、血清中总蛋白、血清中胆固醇、血清中甘油三脂、天门冬酰胺等)测定。
检测葡萄糖的酶传感器已经发展到了第四代葡萄糖传感器，广泛应用于临床检验。
血清中乳酸浓度是反映人体体内消耗程度的重要指标，国际上已经有成熟的乳酸酶生物传感器上市。
在临床检查中，定量分析患者血液和体液中尿素对肾功能诊断是很重要的。
另外，对慢性肾功能衰竭的患者进行人工透析时，在确定人工透析次数和透析时间，实施有效计划的人工透析上，尿素的定量检验是必不可少的，尿素传感受器已经商品化，用于全血、血清、尿液等样品中尿素的测定。
现在已经达到实用水平的酶传感器有200种以上。
3.2.2 免疫传感器的应用利用抗体能够识别抗原并和被识别抗原结合的功能，借此开发的生物传感器即是免疫传感器。
免疫传感器相对于一般免疫检测方法，主要优势在于它能弥补目前常规免疫检验方法不能进行定量检测的缺点。
免疫传感器能实时检测抗原抗体反应，同时把反应信号连续记录下来，有利于进行抗原抗体的动力学分析，因为抗原抗体的结合有很高的特异性，从而减少了非特异性干扰，提高了检测的准确性，并且有较大的检测范围。
用于病毒(人类免疫缺陷病毒、肝炎病毒、巨细胞病毒、葡萄球菌肠毒素等)的检测；用于人体蛋白质的测定，如甲胎蛋白、人体免疫血清蛋白、胰岛素、IgA、IgG、IgM、IgE等测定。
一种可以用于测定甲胎蛋白的免疫传感器，最低检测浓度可达到5μg/L。
SunCR等人研制了一种可以检测胰岛素的免疫传感器，其最低检测浓度为1μg/L，与常规放射免疫检测技术相比，该传感器对胰岛素的方法可以作为替代的后选方法之一。
心型细胞脂肪酸结合蛋白(H-FABP)是一种相对分子量为15000的小分子蛋白,是急性心肌损伤，预防心肌梗死。
3.2.3 微生物传感器的应用微生物传感器由包含微生物的膜的感受器和电化学换能器组合而成。
利用固定化微生物代谢消耗溶液中溶解氧或产生一些电活性物质并放出光或热的原理实现待测物质的定量测定。
微生物传感器较酶传感器更经济、更稳定，但微生物传感器的选择性一般不大高。
微生物传感器是1975年Divies研究的乙醇传感器。
Vincke等人1983年利用变形杆菌制成了尿素传感器，同年Kabo等人制成了用测定血中肌酸肝含量的微生物传感器。
据报道，现在微生物生物传感器可以测定六七十种物质。
但是很多微生物传感器目前仍处于研究阶段。
测定样品中毒害因素是影响传感器稳定响应和寿命的关键因素，也是微生物传感器市场化的主要控制因素。
3.2.4 基因传感器的应用基因传感器是生物传感器中出现最晚的一类传感器，但是它所用的技术却是最新的。
近年来，国内外有关基因传感器的研究十分活跃，正成为生物传感器技术的研究热点。