生物傳感器發展現狀

　　生物傳感器是將生物活性物質固定化後作敏感元件配合適當的換能器組成的一種分析檢測裝置, 其具有: 響應快、準確度高,可進行在線檢測。以下對生物傳感器發展現狀分析。

　　生物傳感器研究起源於20世紀的60年代，1967年Updike和Hicks把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧電極組裝在一起，首先製成了第一種生物傳感器，即葡萄糖酶電極。到80年代生物傳感器研究領域已基本形成。其標誌性事件是：1985年「生物傳感器」國際刊物在英國創刊;1987年生物傳感器經典著作在牛津出版社出版;1990年首屆世界生物傳感器學術大會在新加坡召開，並且確定以後每隔二年召開一次。

　　此後包括酶傳感器的生物傳感器研究逐漸興旺起來，從用一種或多種酶作為分子識別元件的傳感器，逐漸發展設計出用其他的生物分子作識別元件的傳感器，例如酶—底物、酶—輔酶、抗原—抗體、激素—受體、DNA雙螺旋拆分的分子等，把它們的一方固定化後都可能作為分子識別元件來選擇地測量另一方。除了生物大分子以外，還可以用細胞器、細胞、組織、微生物等具有對環境中某些成分識別功能的元件來作識別元件。甚至可以用人工合成的受體分子與傳感器結合來測定微生物、細胞和相關的生物分子。

　　近年來，全球傳感器市場一直保持快速增長，未來幾年全球傳感器市場將保持20%以上的增長速度，2015 年市場規模突破1500 億美元。國內傳感器市場持續快速增長，2011 年傳感器市場規模為480 億元，2012 年達到513 億元，2013 年則超過640 億元，年均增長速度超過20%。

　　目前，我國的傳感器只有中低檔產品基本滿足市場需求，產品品種滿足率在60%-70%左右。但從行業產品結構看，老產品比例占60%以上，新產品明顯不足，高新技術類產品更少;同時數位化、智能化、微型化產品嚴重欠缺。

　　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。

　　近來由於聚合酶鏈式反應技術(PCR)的迅猛發展及其在環境監測方面的廣泛應用，不少科學家開始著手於將它與生物傳感器技術結合應用。有一種應用PCR技術的DNA壓電生物傳感器，可以測定一種特殊的細菌毒素。將生物素醯化的探針固定在裝有鏈酶抗生素鉑金表面的石英晶體上，用1´10-6mol的鹽酸可以使循環式測量在同一晶體表面進行。用細菌中提取的DNA樣品進行同樣的雜交反應並由PCR放大，產物為氣單胞菌屬(Aeromonas hydrophila)的一種特殊基因片斷。這種壓電生物傳感器可以鑑別樣品中是否含有這種基因，這為從水樣中檢測是否含帶有這種病原的各種氣單胞菌提供了可能。

　　還有一種通道生物傳感器可以檢測浮游植物和水母等生物體產生的腰鞭毛蟲神經毒素等毒性物質，目前已經能夠測量在一個浮游生物細胞內含有的極微量的PSP毒素[20]。DNA傳感器也在迅速的得到應用，目前有一種小型化DNA生物傳感器，能將DNA識別信號轉換為電信號，用於測量水樣中隱孢子和其他水源傳染體。該傳感器著重於改進核酸的識別作用和加強該傳感器的特異性和靈敏性，並尋求將雜交信號轉化為有用信號的新方法，目前研究工作為識別裝置和轉換裝置的一體化。

　　生物檢測專用設備中的固定化酶生物傳感器產品有市場前景、有科技含量、具有高附加值，但是受現階段生物技術產品市場規模的限制，其市場容量相當有限。建議由國家支持建立一個小規模的國家工程技術中心，這有利于堅持一些小品種的生物傳感器分析技術的社會服務，以推動相關產業的發展。以上對生物傳感器發展現狀分析。

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