生物傳感器,是一種對生物物質敏感並將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。是由固定化的生物敏感材料作識別元件、適當的理化換能器及信號放大裝置構成的分析工具或系統。以下對生物傳感器發展現狀進行分析。
作為一門在生命科學和信息科學之間發展起來的一門交叉學科,生物傳感器在發酵工藝、環境監測、食品工程、臨床醫學、軍事及軍事醫學等方面得到了深度重視和廣泛應用。隨著社會的進一步信息化,生物傳感器必將獲得越來越廣泛的應用。
生物傳感器是一種可以獲取並處理信息的特殊裝置,如人體的感覺器官就是一套完美的傳感系統通過眼、耳、皮膚來感知外界的光、聲、溫度、壓力等物理信息,通過鼻、舌感知氣味和味道這樣的化學刺激。而生物傳感器是一類特殊的傳感器,它以生物活性單元(如酶、抗體、核酸、細胞等)作為生物敏感單元,對目標測物具有高度選擇性的檢測器。
生物傳感器在個個行業的應用
一、醫學檢驗
醫學檢驗是現代醫學的一個重要組成部分,傳統的檢驗方法操作過程繁瑣,周期長,不能夠滿足臨床醫學的需要,而生物傳感器為建立快速檢驗提供了可能,利用生物傳感器的高度選擇性的生物敏感基元,可以高效快速得檢測體液中的各種化學成分,比如乳酸、尿酸、穀氨酸以及很多致癌的物質,在民用中可以為疾病的預防和醫生的診斷提供依據,比如使用比較頻繁的基因傳感器中的DNA傳感器可以快速對結核桿菌、愛滋病毒進行快速檢測,在各大醫院已經普遍推廣和使用。由於可以快速測量出細菌和病毒,在軍事醫學領域也可以防禦生化武器的侵襲。
二、 環境檢測
環保問題我是我國一個引起關注比較重要的領域,環境的保護涉及的方面很多,比如酸雨檢測、農藥殘留檢測,水體的安全、大氣污染物檢測等等,目前有大量的生物傳感器被投入到大氣和水體污染物的檢測中,快速得到檢測結果並且能夠實施防禦和改進的措施。
三、微生物細胞總數的測定
在發酵控制方面,一直需要直接測定細胞數目的簡單而連續的方法。人們發現在陽極表面,細菌可以直接被氧化並產生電流。這種電化學系統已應用於細胞數目的測定,其結果與傳統的菌斑計數法測細胞數是相同的[1]。
四、代謝試驗的鑑定
傳統的微生物代謝類型的鑑定都是根據微生物在某種培養基上的生長情況進行的。這些實驗方法需要較長的培養時間和專門的技術。微生物對底物的同化作用可以通過其呼吸活性進行測定。用氧電極可以直接測量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物傳感器來測定微生物的代謝特徵。這個系統已用於微生物的簡單鑑定、微生物培養基的選擇、微生物酶活性的測定、廢水中可被生物降解的物質估計、用於廢水處理的微生物選擇、活性污泥的同化作用試驗、生物降解物的確定、微生物的保存方法選擇等。
生物傳感器展望
經過40年的發展,目前已經出現了各種類型的生物傳感器,但是由於生物活性物質的不穩定性等缺點,造成生物傳感器的重現性和穩定性還較差,目前進入應用階段的生物傳感器還不是很多,所以該技術尚處於起步階段。但是隨著生物學、微電子學等學科的飛速發展,生物傳感器也必然會得到極大的發展。由此可以預見未來生物傳感器將具有以下特點:功能多樣化、體積小型化、智能化與集成化、低成本、高靈敏度、高穩定性和高壽命。
隨著固定化技術的進一步完善,隨著人們對生物體認識的不斷深入,生物傳感器必將在市場上開闢出一片新的天地,未來一定會有更大的影響力和社會滲透度並且在國民經濟和社會發展中起到更重要的作用。以上就是筆者給您分析的生物傳感器發展現狀了。
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