收稿日期：２００７－１０－２６
作者简介：夏西泉（１９６９—），男，重庆市人，重庆电子工程职业学院，高级讲师，主要从事传感与检测技术、通信技术的教学与研究；
曹毅（１９６７—），男，重庆市人，副教授，重庆城市管理职业学院电子信息工程系主任，主要研究方向为计算机网络通信、生物医学信息处理。
第１７卷第１期重庆职业技术学院学报Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．１２００８年１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌ＆ＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ
Ｊａｎ．２００８
传感技术是当代科学技术发展的一个重要标志，它是现代生物医学、自动化检测、环境保护等应用领域不可缺少的功能器件，它与通讯技术、计算机技术并称为现代信息产业的三大支柱。２１世纪是人类全面进入信息电子化的时代，随着人类探索领域和空间的拓展，人们需要获得的电子信息种类日益增加，需要信息传递的速度加快，信息处理能力增强，因此要求与此相对应的信息采集技术———传感技术必须跟上信息化发展的需要。生物传感器是近几十年内发展起来的一种新的传感器技术。有人把２１世纪称为生命科学的世纪，也有人把２１世纪称为信息科学的世纪。生物传感器正是在生命科学与信息科学之间发展起来的一个交叉学科。
１生物传感器的定义
生物传感器定义为“使用固定化的生物分子
（ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）结合换能器，用来侦测生体内
或生体外的环境化学物质或与之起特异性交互作用后产生响应的一种装置”。生物传感器由两个主要关键部分所构成，一为来自于生物体分子、组织部分或个体细胞的分子辨认组件，此一组件为生物传感器信号接收或产生部分，另一为属于硬件仪器组件部分，主要为物理信号转换组件，主要是由电化学或光学检测元件（如电流、电位测量电极，离子敏场效应晶体管，压电晶体等）。
然而，随着当前各种新材料、新原理和新技术的不断发展，特别是微电子机械系统（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅ
ｍ，ＭＥＭＳ）技术和生物芯片技术的出现，目前生物传感器
的概念已经跳出了原来狭义的圈子，扩展为以微型化、集成化、智能化和芯片化为特征的生物检测、处理的微系统。
２生物传感器的结构与原理
２．１生物传感器的结构
生物传感器由两个主要关键部分所构成，第一部分
是识别部件，如酶、微生物、细胞或组织、抗原或抗体等；第二部分是转换部件，将其他物理量转换成电学量（电压或电流），如：温度转化为电压，力学压力量转换为电学量等。其余为辅助部分，完成系统测量或控制的功能。生物传感器的组成框图如图１所示。
２．２生物传感器的原理
被测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别（特异性结合）后，发生物理或化学反应，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信号，再经信号处理单元处理后输出，便可知道待测物的相关信息。
３生物传感器的种类
根据生物传感器组成部分（识别部分和转换部分）的
材料或原理的不同，可以有以下不同的分类方法。
（１）按照其感受器中所采用的生命物质分类，可分为微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、酶传感器、ＤＮＡ传感器等。
生物医学传感器的发展与应用综述
夏西泉１，曹
毅２
（１．重庆电子工程职业学院，重庆４０１３３１；２．重庆城市管理职业学院，重庆４０００５５）
摘要：随着现代生物工程技术的发展和需要，生物医学传感器的研究与开发得到了长足发展，特别是微传感器及生化传感器是目前发展的前沿技术，本文对生物医学传感器的发展、原理、应用领域以及发展趋势等作了详细论述。
关键词：生物医学传感器；传感器；应用中图分类号：Ｑ－１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－００６７（２００８）０１－０１４９－０４
图１生物传感器结构框图
（２）按照传感器器件检测的原理分类，可分为热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。
（３）按照生物敏感物质相互作用的类型分类，可分为亲和型和代谢型两种。
４生物传感器的发展状况
生物传感器的发展，自１９６２年Ｃｌａｒｋ和Ｌｙｏｎ两人提出酵素电极的观念以后，ＹＳＩ公司于２０世纪７０年代积极投入商品化开发与生产，开启了第一代生物传感器，于１９７９年投入医检市场，最早的商品为血糖测试用酵素电极。ＹＳＩ公司的上市成功与２０世纪８０年代电子信息业的蓬勃发展有很密切的关系，并且一举带动了生物传感器的研发热潮。Ｍｅｄｉｓｅｎｓｅ公司继续以研发第一代酵素电极为主，于１９８８年由于成功的开发出调节（ｍｅｄｉａｔｏｒ）分子来加速响应时间与增强测试灵敏度而声名大噪，并以笔型（Ｐｅｎ）及信用卡型（ｃｏｍｐａｎｉｏｎ）之便携式小型生物传感器产品，于１９８８年上市后立即袭卷７０％以上的第一代产品市场，成为生物传感器业的盟主。第二代的生物传感器定义为使用抗体或受体蛋白当分子识别组件，换能器的选用则朝向更为多样化，诸如场效半导体（ＦＥＴ），光纤（ＦＯＳ），压晶体管（ＰＺ），表面声波器（ＳＡＷ）等。虽然第二代的生物传感器自８０年代中期即开始引起广泛的研发兴趣，但一般认为尚未达医检应用阶段，预定相关技术须待世纪末前方能成熟。目前可称得上第二代的生物传感器产品为１９９１年上市的瑞典商Ｐｈａｒｍａｃｉａ所推出的ＢＩＡｃｏｒｅ与ＢＩＡｌｉｔｅ两项产品。Ｐｈａｒｍａｃｉａ公司于１９８５年成功开发出表面薄膜共振技术（ＳＰＲ，ＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍａＲｅｓｏｎａｎｃｅ），利用这一光学特性开发出可以于１０－６ｇ／ｍｌ到１０－１１ｇ／ｍｌ之低浓度下，进行生物分子间交互作用的实时侦测式生物感测仪器。第三代的生物传感器定位则更具携带式、自动化、与实时测定功能。
随着现代微电子技术的发展，生物传感器也广泛采用了这一技术，具有代表性的是基于ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ）的生物微传感技术（Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ）。
生物微传感器的制备技术主要依托于ＭＥＭＳ制作技术，包括硅基微加工技术（如硅微电子平面加工技术、体微加工技术和表面微加工技术）、Ｘ射线光刻和深紫外光刻（ＬＩＧＡ）、能束加工技术，超精密加工技术以及集成组装技术等。另外，生物微传感技术还包括生物化学技术和信号处理技术等。
目前，基于ＭＥＭＳ工艺的生物微传感器的研究已经有许多报道，其中以酶传感器的研究较为成熟，ＤＮＡ传感器的研究在不断深入，免疫传感器的研究则处于起步阶段。生物微传感器所采用的信号转换器件中，以微悬臂梁、微电极、微型体声波谐振器和生物敏场效应晶体管最为典型。
５生物传感器在当前的主要应用领域５．１生物医学上的应用
５．１．１基础研究
生物传感器可实时检测生物大分子之间相互作用。借助于这一技术动态观察抗原、抗体之间结合与解离的平衡关系，可较为准确地测定抗体的亲和力及识别抗原表位，帮助人们了解单克隆抗体特性，有目的地筛选各种具有最佳应用潜力的单克隆抗体，而且较常规方法省时、省力，结果也更为客观可信，在生物医学研究方面已有较广泛的应用。
５．１．２临床应用
一些有临床诊断意义的基质（如血糖、乳酸、谷氨酰胺等）都可借助于生物传感器来检测。血药浓度的检测能指导临床治疗，从经验性治疗转向科学性治疗。这项工作的开展能减小药物的毒副作用，防止毒效发生，但要想开展好这项工作，必须具有科学的测试手段。葡萄糖酶传感器现已广泛应用于血液里葡萄糖的检测中。乳酸是肌肉连续运动的代谢产物，过多积累意味着疲劳，研究基础代谢和运动生理时都需要进行乳酸测定。乳酸测定仪是迄今最成功的商品酶传感器之一。
５．１．３生物医药
利用生物工程技术生产药物时，将生物传感器用于生化反应的监视，可以迅速地获取各种数据，有效地加强生物工程产品的质量管理。生物传感器已在癌症药物的研制方面发挥了重要的作用。如将癌症患者的癌细胞取出培养，然后利用生物传感器准确地测试癌细胞对各种治癌药物的反应，经过这种试验就可以快速地筛选出一种最有效的治癌药物。
５．２环境监测中的应用
生物传感器在环境监测中的一个重要应用是水质分析，测定环境污染指标生化需氧量——
—ＢＯＤ（ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ，生成需氧量）。众所周知，ＢＯＤ是衡量水质受有机物污染程度的指标，同时也是污水处理工程的重要设计参数。传统测量ＢＯＤ的方法所需时间长、操作复杂、准确度低，无法进行现场快速检测和连续在线分析，且需要昂贵仪器。ＢＯＤ传感器由固定化微生物膜和氧电极组成，制备时，用醋酸纤维素（或聚四氟乙烯、聚乙烯）将微生物固定并制成微生物膜，将此膜紧贴在氧电极的透气膜上即可。采用这种传感器测定水样，一般只需１５ｍｉｎ，且重现性好，线性响应范围宽。微生物传感器也可监测ＣＯ２、ＮＯ２、ＮＨ３、ＣＨ４之类的气体。如发酵工艺排水中ＮＨ３的测定传统方法多使用玻璃电极，但它易受挥发性氨或离子的影响，于是有人研制出微生物传感器来测定ＮＨ３。所用的微生物包括硝化单胞菌和硝化杆菌，将它们吸附在多孔醋酸纤维素膜上，然后把此微生物膜紧贴在氧电极端部，并在其上覆盖一层透气膜即制成测定ＮＨ３的微生物传感器。该传感器测量的线性范围为０．１～４２ｍｇ／Ｌ，相对误差为±４％，整个测量过程只需几分钟，用于农药和抗生素残留量的分析。随着科学的发展，不断
重庆职业技术学院学报第１７卷１５０
夏西泉，等：生物医学传感器的发展与应用综述第１期
有新的农药和抗生素用于农牧业，它们在给人类带来财富的同时，也给人类带来了危害。所以对农药和抗生素残留量的测定，各国政府一向都非常重视。近年来，人们就生物传感器在该领域中的应用做了一些探索，如Ｓｔａｒｏｄｕｂ等分别用乙酰胆碱脂酶（ＡＣｈＥ）和丁酰胆碱脂酶（ＢＣｈＥ）为敏感材料，制作了离子敏场效应晶体管酶传感器，两种传感器均用于蔬菜等样品中有机磷农药ＤＤＶＰ和伏杀磷等的测定，检测限为１０－７～１０－５ｍｏｌ／Ｌ。５．３食品、医药工业中的应用
在食品和医药工业中，为保证产品质量，必须实现生产过程的自动监控。以发酵生产啤酒为例，为确保啤酒的质量，必须对啤酒中的几种主要成分进行在线监测。生物传感器已用于啤酒中乙醇的检测，这种传感器由固定的微生物膜和氧电极组成，当它与乙醇溶液接触时，膜上的微生物具有把乙醇分解成碳酸气和水的功能，在反应中消耗了氧，由氧电极测出氧的消耗，进而测出样品中乙醇的浓度。鲜度是评价食品品质的重要指标之一，通常用人的感观检测，主观性强，个体差异大，所以人们一直在寻找客观的理化指标来代替。Ｖｏｌｐｅ等以黄嘌呤氧化酶为生物敏感材料，结合过氧化氢电极，通过测定鱼降解过程中产生的一磷酸肌苷（ＩＭＰ）、肌苷（ＨＸＲ）和次黄嘌呤（ＨＸ）的浓度，从而评价鱼的鲜度。在医药工业上，一般采用发酵工艺生产谷氨酸，因此需要快速、连续、自动地测定发酵生成物浓度，以便进一步提高产率。１９８０年，Ｈｉｋｕｍａ等成功地研制出测定谷氨酸浓度的微生物传感器，用于谷氨酸生产过程的监测。
５．４军事上的应用
现代战争往往是在核武器、化学武器、生物武器威胁下进行的战争。侦检、鉴定和监测是整个“三防”医学中的重要环节，是进行有效化学战和生物战防护的前提。由于具有高度特异性、灵敏性和能快速地探测化学战剂和生物战剂（包括病毒、细菌和毒素）等的特性，生物传感器将是最重要的一类生物战剂侦检器材。１９８１年，Ｔａｙｌｏｒ等人成功地发明了两种受体生物传感器：烟碱乙酰胆碱受体生物传感器和某种麻醉剂受体生物传感器，它们能在１０ｓ内侦检１０－９浓度级的生化战剂，包括委内瑞拉马脑炎病毒、黄热病毒、炭疽杆菌、流感病毒等。近年来，美国陆军医学研究和发展部研制的酶免疫生物传感器具有初步鉴定多达２２种不同生物战剂的能力。美国海军研究出ＤＮＡ探针生物传感器，在海湾沙漠风暴作战中用于检测生物战剂。用生物传感器检测生物战剂、化学战剂具有经济、简便、迅速、灵敏的特点。单克隆抗体的出现及其与微电子学的联系，使发展众多的小型、超敏感生物传感器成为可能，生物传感器在军事上的应用前景将更为广阔。６展望
生物传感器是一个多学科交叉的高技术领域，伴随着生物科学、信息科学和材料科学等相关学科的高速发展，生物传感器的发展将会有以下新特点：
功能多样化：未来的生物传感器将进一步涉及医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境监测、发酵工业的各个领域。目前，生物传感器研究中的重要内容之一就是研究能代替生物视觉、听觉和触觉等感觉器官的生物传感器，即仿生传感器。
微型化：随着微加工技术和纳米技术的进步，生物传感器将不断地微型化，各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断，在市场上直接检测食品成为可能。
智能化与集成化：未来的生物传感器必定与计算机紧密结合，自动采集数据、处理数据，更科学、准确地提供结果，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化系统。同时，芯片技术将越来越多地进入传感器领域，实现检测系统的集成化、一体化。
７结束语
２１世纪是生命科学的世纪，特别是人类基因组计划的实施大大加速了与生物学、医学、卫生、食物等学科息息相关的各类新型生化传感器的发展，这给当前生化传感器的研究提供了前所未有的发展机遇。可以预见，在不久的将来，一种新型的生化传感器微系统将走进我们的生活，它将在疾病诊断、生物信息学和基因检测分析等方面显示出广泛的应用前景。
参考文献：
［１］彭承琳．生物医学传感器原理及应用［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２０００．
［２］彭承琳．生物医学传感器——
—原理与应用［Ｍ］．重庆：重庆大学出版社，１９９２．
［３］ＭｅｈｍｅｔＥｎｇｉｎ，ＡｌｐａｒｓｌａｎＤｅｍｉｒｅｌ，ｅｔｃ．Ｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓａｎｄｔｒｅｎｄｓｉｎｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，２００５（３７）１７３–１８８．［４］陈绚，杨安．综述生物传感器及发展研究前景［Ｊ］．南昌高专学报，２００５（１）：９４－９６．
［５］ＭａｋａｒｅｎｋｏＡＡ，ＢｅｚｖｅｒｂｎａｙａＩＰ，ＫｏｓｈｅｌｅｖａＩＡ，ｅｔｃ．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓｆｏｒｐｈｅｎｏｌｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｆｒｏｍｂａｃｔｅｒｉａｆｏｕｎｄｉｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍｆｉｅｌｄｓｏｆＷｅｓｔＳｉｂｅｒｉａ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄ
ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２００２，３８（１）：２３－２７．
［６］ＳｅｍｅｎｃｈｕｋＩＮ，ＴａｒａｎｏｖａＬＡ，ＫａｌｅｎｙｕｋＡＡ，ｅｔｃ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｍｅｔｈｏｄｓｏｆｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓｂａｓｅｄｏｎＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｒａｔｈｏｎｉｓＴ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２０００，３６（１）：６９－７２．［７］许媛媛，夏善红等．基于ＭＥＭＳ的生物微传感技术［Ｊ］．传感器技术，２００５，２４（２）：５－７．
［８］ＮａｋａｍｕｒａＨ．Ｐｈｏｓｐｈａｔｅｉｏｎｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｗａｔｅｒｆｏｒｄｒｉｎｋｉｎｇｕｓｉｎｇｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．Ｂｕｎｓｅｋｉｋａｇａｋｕ，２００１，５０（８）：５８１－５８２．［９］Ａ，ＬｕｃａｃｉｕＩ，ＦｌｅｓｃｈｉｎＳ，ＭａｇｅａｒｕＶ．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｎｏｎｙｌ－ｐｈｅｎｏｌｅｔｏｘｙｌａｔｅ（ＮＰ－８０Ｅ）［Ｊ］．ＳｏｕｔｈＡｆｒｉｃａｎＪｏｕｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ－ｓｕｉｄ－ａｆｒｉｋａａｎｓｅｔｙｄｓｋｒｉｆｖｉｒｃｈｅｍｉｅ，２０００，５３（１）：１４－１７．［１０］ＬｅｔｈＳ，ＭａｌｔｏｎｉＳ，ＳｉｍｋｕｓＲ，ｅｔｃ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｂａｃｔｅｒｉａｂａｓｅｄｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂｉｏａｖａｉｌａｂｌｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌ［Ｊ］．
Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｓｉｓ，２００２，１４（１）：３５－４２．
１５１
［１１］ＬｅｈｍａｎｎＭ，ＲｉｅｄｅｌＫ，ＡｄｌｅｒＫ，ｅｔｃ．Ａｍｐｅｒｏｍｅｔｒｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｃｏｐｐｅｒｉｏｎｓｗｉｔｈａｄｅｐｕｔｙｓｕｂｓｔｒａｔｅｕｓｉｎｇａ
ｎｏｖｅｌＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓａｎｄ
ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０００，１５（３－４）：２１１－２１９．
［１２］ＲｉｅｔｈｅｒＫＢ，ＤｏｌｌａｒｄＭＡ，ＢｉｌｌａｒｄＰ．ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｕｓｉｎｇＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉｚｎｔＡｐｌｕｘａｎｄｃｏｐＡｐ
ｌｕｘ－ｂａｓｅｄｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙａｎｄ
ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１，５７（５－６）：７１２－７１６．
［１３］ＫａｒｌｅｎＣ，ＷａｌｌｉｎｄｅｒＩＯ，ＨｅｉｊｅｒｉｃｋＤ，ｅｔｃ．Ｒｕｎｏｆｆｒａｔｅｓａｎｄｅｃｏｔｏｘｉｃｉｔｙｏｆｚｉｎｃｉｎｄｕｃｅｄｂｙａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｃｏｒｒｏｓｉｏｎ［Ｊ］．
Ｓｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００１，２７７（１－３）：１６９－１８０．［１８］ＣａｍｐａｎｅｌｌａＬ，ＣｕｂａｄｄａＦ，ＳａｍｍａｒｔｉｎｏＭＰ，ｅｔｃ．Ａｎａｌｇａｌｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｗａｔｅｒｔｏｘｉｃｉｔｙｉｎｅｓｔｕａｒｉｎｅ
ｅｎｖｉｒａｏｎｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＷａｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ，２００１，３５（１）：６９－７６．
［１４］崔大付，陈翔．生物传感器的研究和发展［Ｊ］．电子产品世界，２００３（１）：５５－５７．
［１５］ＬｅｅＨａｅ－Ｏｋ，ＣｈｅｕｎＢｙｅｕｎｇＳｏｏ，ＹｏｏＪｏｎｇＳｕ，ｅｔｃ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｃｈａｎｎｅｌｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔｏｘｉｃｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎｃｕｌｔｕｒｅｄ
Ａｌｅｘａｎｄｒｉｕｍｔａｍａｒｅｎｓｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｔｕｒａｌＴｏｘｉｎｓ，２０００，９
（４）：３４１－３４８．
［１６］Ｗａｎｇ，Ｊ．ＭｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄＤＮＡＢｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｎｇＣｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｉｎＷａｔｅｒＳａｍｐｌｅｓ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ．Ｃｏｍｌｅｔｉｏｎ－
３１１，２０００（３）：２６．
［１７］ＮａｋａｍｕｒａＣ，ＫｏｂａｙａｓｈｉＴ，ＭｉｙａｋｅＭ，ｅｔｃ．ＵｓａｇｅｏｆａＤＮＡａｐｔａｍｅｒａｓａｌｉｇａｎｄｔａｒｇｅｔｉｎｇｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｎ［Ｊ］．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｒｙｓｔａｌｓａｎｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｓ，２００１，３７１：３６９－３７４．
［１８］ＡｒｋｈｙｐｏｖａＶＮ，ＤｚｙａｄｅｖｙｃｈＳＶ，ＳｏｌｄａｔｋｉｎＡＰ，ｅｔｃ．Ｍｕｌｔｉｂｉｏｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｅｎｚｙｍｅｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒ
ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｏｘｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ［Ｊ］．Ｔａｌａｎｔａ，２００１，５５（５）：９１９－９２７．
［１９］ＹｏｓｈｉｄａＮ，ＭｃＮｉｖｅｎＳＪ，ＹｏｓｈｉｄａＡ，ｅｔｃ．Ａｃｏｍｐａｃｔｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｕｌｔｉ－ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｙｇｅｎ
ｄｅｍａｎｄｕｓｉｎｇｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓｔｒｉｐｓ［Ｊ］．Ｆｉｅｌｄａｎａｌｙｔｉｃａｌｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
ａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１，５（５）：２２２－２２７．
［２０］ＹａｍａｚａｋｉＴ，ＭｅｎｇＺ，ＭｏｓｂａｃｈＫ，ｅｔｃ．Ａｎｏｖｅｌａｍｐｅｒｏｍｅｔｒｉｃｓｅｎｓｏｒｆｏｒｏｒｇａｎｏｐｈｏｓｐｈｏｔｒｉｅｓｔｅｒｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄｅｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
ｅｍｐｌｏｙｉｎｇｃａｔａｌｙｔｉｃｐｏｌｙｍｅｒｍｉｍｉｃｋｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｔｒｉｅｓｔｅｒａｓｅ
ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｅｎｔｅｒ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００１，６９（１２）：９６９－９７．［２１］ＭｅｙｅｒＲＬ，ＫｊａｅｒＴ，ＲｅｖｓｂｅｃｈＮＰ．ＵｓｅｏｆＮＯｘ－ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒｓｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＮＯｘ－ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｌｏｎｇａｎｅｓｔｕａｒｉｎｅｓａｌｉｎｉｔｙ，ｎｉｔｒａｔｅ，ａｎｄｌｉｇｈｔｇｒａｄｉｅｎｔ［Ｊ］．Ａｑｕａｔｉｃｍｉｃｒｏｂｉａｌｅｃｏｌｏｇｙ，２００１，２６（２）：１８１－１９３．
［２２］ＵｎｅｒＤ，ＴａｐａｎＮＡ，ＯｚｅｎＩ，ｅｔａｌ．ＯｘｙｇｅｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎＰｔ／ＴｉＯ２ｃａｔａｌｙｓｔｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＣａｔａｌｙｓｉｓＡ，２００３，２５１：２２５－２３４．［２３］ＴｏｍｂｅｌｌｉＳａｒａ，ＭａｓｃｉｎｉＭａｒｃｏ，ＳｏｃａＣｒｉｓｔｉａｎａ，ｅｔｃ．ＡＤＮＡｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒａｓｓａｙｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈａｐｏｌｙｅｒａｓｅｃｈａｉｎ
ｒｅａｃｔｉｏｎｆｏｒｂａｃｔｅｒｉａｌｔｏｘｉｃｉｔｙｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓａｍｐｌｅｓ［Ｊ］．ＡｎａｌｙｔｉｃａＣｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，２０００，４１８（１）：１－９．
［２４］ＳａｋａｍｏｔｏＴ，ＫａｗａｕｒａＨ．ＮａｎｏｈｏｌｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙＦＩＢａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｅｎｓｏｒｓ［Ａ］．Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄ
ＮａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ［Ｃ］．２００１，２２–２３．
［２５］ＡｌｅｘａｎｄｅｒＤＣ，ＣｏｓｔａｎｚｏＭＡ，ＧｕｚｚｏＪ，ＣａｉＪ，ｅｔｃ．Ｂｌａｚｉｎｇｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｎｅｘｔｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ：Ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅｆｕｓｉｏｎｓｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙ
ｇｅｎｅｓｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ，ＡｉｒａｎｄＳｏｉｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎ，２０００，１２３（１－４）：８１－９４．
责任编辑李燕
重庆职业技术学院学报第１７卷
ＴａｌｋｉｎｇａｂｏｕｔｔｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉａｎｃｅｏｆｔｈｅＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ
ＸＩＡＸｉ－ｑｕａｎ１，ＣＡＯＹｉ２
（１．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｅｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１１４７，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｍｏｄｅｒｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｈａｓｂｅｅｎｍａｄｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ，ｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｎｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄｍｉｃｒｏ－ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｉｎｄｅｔａｉｌｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｆｉｅｌｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ａｐｐｌｉａｎｃｅ
１５２
生物传感器的研究现状及应用 生物传感器？这个熟悉但又概念模糊的名词最近不断出现在媒体报道上，生物传感器相关的研究项目陆续获得巨额的研究资助，显示出越来越受重视的前景。要掌握生命科学研究的前研信息，争取好的研究课题和资金，你怎能不了解生物传感器？ 让我们来看看生物通最近的一些报道： 英国纽卡斯尔大学科学家研发了可用于检测肿瘤蛋白以及耐药性MASA细菌的微型生物传感器。该系统利用一个回旋装置来检测，类似导航系统和气袋的原理。振荡晶片的大小类似于一颗尘埃尺寸，有望可使医生诊断和监测常见类型的肿瘤，获得最佳治疗方案。该装置可以鉴定肿瘤标志物－蛋白以及其它肿瘤细胞产生的丰度不同的生物分子。该小组下一步目标是把检测系统做成一个手持式系统，更加快速方便地检测组织样品。欧共体已经拨款1200万欧元资金给该小组，以使该技术进一步完善。 苏格兰IntermediaryTechnologyInstitutes计划投资1亿2千万英镑发展“生物传感器平台（BiosensorPlatform）”——一种治疗诊断技术。作为将诊断和治疗疾病结合在一起的新兴疗法，能够在诊断的同时，提出适合不同病人的治疗方案，可以降低疾病诊断和医学临床的费用与复杂性，同时具备提供疾病发展和药品疗效成果的能力。目前该技术已被使用在某些乳癌的治疗上，只需在事前做些特殊的测试，即可根据结果决定适合的疗程。这个技术更被医学界视为未来疾病疗程的主流。 来自加州大学洛杉矶分校的研究者使用GeneFluidics开发的新型生物传感器来鉴定引起感染的特定革兰氏阴性菌，该结果表明利用微型电化学传感器芯片已经可以用于人临床样本的细菌检查。GeneFluidics'16-sensor上的芯片包被了UCLA设计的特异的遗传探针。临床样本直接加到芯片上，然后其电化学信号被多通道阅读器获取。根据传感器上信号的变化来判断尿路感染的细菌种类。从样品收集到结果仅需45分钟。比传统方法（需要2天时间）
生物医学工程学科发展思路 摘要：生物医学工程，是综合了工程学、物理学、生物学、医学等学科，以预防和治疗疾病、保障人体健康为主要目的的新兴学科。生物医学工程致力于研发新的生物学制品和生物学材料，改进医疗技术，在现代医学领域中占有重要的地位。本文将追溯我国生物医学工程学科的发展历程，提出发展过程中存在的一些问题，为解决这些问题提供一些可行的策略。 关键词：生物医学工程；学科发展；学科建设 电子学、光电子学、计算机技术、物理学、化学、精密仪器制造等科学技术的高速发展，对现代医学产生了极大的促进作用，生物医学工程就是在这些技术背景下产生的新型医学分支学科。生物医学工程利用现代工程技术来对人体进行研究，分析疾病的机理，从而制定有效的治疗措施，极大提高了现代医学的治疗水平。但是，我国在建设和发展生物医学工程学科的过程中，也遇到了一些问题，必须对这些问题加以解决，才能够促进生物医学工程学科的发展。 1生物医学工程的发展历程
生物医学工程的历史可以追溯到20世纪50年代，起源于美国。这一学科一经产生，就迅速受到世界各国的重视。1965年，国际医学和生物工程联合会建立，后来改名为国际生物医学工程协会[1]。生物医学工程之所以受到世界各国的重视，是因为具有广阔的应用前景，能够产生极大的经济效益与社会效益。生物医学工程将现代科学的技术成果与医学联系起来，极大地提高了人体对疾病的预防水平和治疗水平。欧美等地区的先进国家，在20世纪70年代初就已经成立了针对这一学科的研究部门，负责生物医学工程学科的发展与建设。而我国的生物医学工程起步相对较晚，而且应用范围比较窄，仅限于医院设备保管和维修、医疗物资采购等方面，生物医学工程学科的建设还有很大的提升空间。 2我国生物医学工程存在的问题 我国在生物医学工程的学科建设方面起步比较晚，应用也处于初级水平。导致这种局面的原因主要来自于以下2个方面。首先，历史遗留的体制问题。我国的各级医院，负责生物医学工程的科室没有统一的名称，也没有明确的职责范围，各级医院都是根据自己的理解，设定有关部门的名称、职责范围、人员编制、归属单位等情况，具有很大的随意性。
第12卷第6期重庆科技学院学报(自然科学版2010年12月 收稿日期:2010-07-20 基金项目:重庆市教委科学技术研究资助项目(KJ101315 作者简介:刘艳(1968-,女,四川乐山人,副教授,研究方向为电化学传感器。 在生命科学研究和医学临床检验中,需对各种各样的生物大分子进行选择性测定。据统计,全世界每年要进行数亿次免疫学和遗传学病理检验。常用的检验小型化分析装置和检测方法,成为目前现代分析化学研究领域的前沿课题。 1962年,Clark 提出将生物和传感器联用的设 想,并制得一种新型分析装置“酶电极”。这为生命科学打开一扇新的大门,酶电极也成为发展最早的一类生物传感器。生物传感器结合具有分子识别作用的生物体成分(酶、微生物、动植物组织切片、抗原和抗体、核酸或生物体本身(细胞、细胞器、组织作为敏感元件与理化换能器,能产生间断的或连续的信号,信号强度与被分析物浓度成比例。 电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当前,电化学生物传感器技术已在环境监测、临床检验、食品和药物分析、生化分析[2-4]等研究中有着广泛的应用。本文在此综述电化学生物传感器的工作原理、分类及几个当今研究的热点。 1 电化学生物传感器概述 1.1 电化学生物传感器的原理 电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元
件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当电化学池中溶液的化学成分变化时,电极上流过的电流或电极表面与溶液的电势差会随之发生变化,这样通过测定电流或电势的 变化就可以获取溶液成分或相应的化学反应的变化信息。 电化学生物传感器是在上述电化学传感器原理的基础上,以具有生物活性的物质作为识别元件,通过特定反应使被测成分消耗或产生相应化学计量数的电活性物质,从而将被测成分的浓度或活度变化转换成与其相关的电活性物质的浓度变化,并通过电极获取电流或电位信息,最后实现特定物质的检测。如图1所示,这类传感器中使用的生物活性材料包括酶、微生物、细胞、组织、抗体、抗原等等。 图1电化学生物传感器的工作原理 1.2电化学生物传感器的类别 生物传感器主要包括生物敏感膜和换能器两部 分。按照敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA 传感器等,其中酶电极由于其高效、专一、反应条件温和且具有化学放大作用而成为电化学生物传感器的研究主流。 按照检测信号的不同,电化学生物传感器可分 我国电化学生物传感器的研究进展 刘 艳 (长江师范学院,重庆408100 摘
生物传感器 信研1402 摘要：生物传感器是一种以生物活性单元为敏感元件，结合化学、物理转换元件，对被分析物具有高度选择性的装置,它具有灵敏度高、检测速度快、操作简便、成本低、可进行连续动态监测等优点。本文在介绍生物传感器发展现状、组成及工作原理以及输入输出信号的基础上，对生物传感器的应用进行了综述。 引言 生物传感器技术是一个非常活跃的工程技术研究领域,它与生物信息学、生物芯片、生物控制论、仿生学、生物计算机等学科一起处在生命科学和信息科学的交叉区域,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测与监控装置。 一、生物传感器组成 生物传感器(biosensor)，是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。 生物传感器利用生物活性物质选择性的识别和测定实现测量，主要由两大部分组成（如图1所示）：一为功能识别物质（分子识别元件又称生物敏感膜），由其去识别被测目标，是可以引起某种物理变化或化学变化的主要功能元件。分子识别部分是生物传感器选择性测定的基础；其二是电、光信号转换装置（换能器），由其把被测物所产生的化学反应转换成便于传输的电信号或光信号。 图1.生物传感器组成结构图
生物传感器识别和检测待测物的一般反应过程为：首先，待测物分子与识别元素接触；然后，识别元素把待测物分子从样品中分离出来；接着，转换器将识别反应相应的信号转换成可分析的化学或物理信号；最后，使用现代分析仪器对输出的信号进行相应的转换，将输出信号转化为可识别的信号。 二、工作原理 生物传感器工作方式分为两种：直接转换为电信号和间接转换为电信号型，间接型是将化学信号、光信号或者热信号等其他信号转换为电信号。 图2.生物传感器工作原理图 三、生物传感器的分类 根据识别元素的不同，生物传感器可分为酶免疫传感器、细胞传感器、微生物传感器、传感器等，，根据输出信号产生的方式生物传感器可分为生物亲和型传感器或催化型生物传感器等。也可依据分子的类型进行分类生物传感器的命名与其分类一一对应，为清晰描述一个传感器的性质，也可将同一传感器在不同领域的分类叠加，如以蛋白质为分子，酶为识别元素，电化学为表征手段的生物传感器可称为蛋白质酶电化学传感器或是酶电化学蛋白质传感器。根据所用换能器和监测物理量、化学量和生物量可分为电化学生物传感器光学生物传感器。 光化学生物传感器是基于待测物能够引起传感器表面某种特定指示剂光吸
对生物医学工程发展现状与未来发展趋势分析 论文关键词:生物工程生物医学工程发展趋势 论文摘要:生物医学工程(biomedical engineering,bme)是一门生物、医学和工程多学科交叉的边缘科学,它是用现代科学技术的理论和方法,研究新材料、新技术、新仪器设备 ,用于防病、治病、保护人民健康,提高医学水平的一门新兴学科。 本文就其目前发展情况进行分析讨论。 生物医学工程在国际上做为一个学科出现,始于20世纪50年代,特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来,生物医学工程有了快速的发展。在我国,生物医学工程做为一个专门学科起步于20世纪70年代,中国医学科学院、中国协和医科大学原院校长、我国着名的医学家黄家驷院士是我国生物医学工程学科最早的倡导者。1977年中国协和医科大学生物医学工程专业的创建、1980年中国生物医学工程学会的成立,有力地推进了我国生物医学工程的发展。目前,我国许多高校科研单位均设有生物医学工程机构,从事着生物医学的科研教学工作,在我国生物医学工程科学事业的发展中发挥着重要作用。 一、显微镜的发明 “解剖”一词由希腊语“anatomia”转译而来,其意思是用刀剖割,肉眼观察研究人体结构。17世纪lee wenhock发明了光学显微镜,推动了解剖学向微观层次发展,使人们不但可以了解人体大体解剖的变化,而且可以进一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现,医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理学,从而将医学研究提高到细胞形态学水平。 普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平,难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、dna等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜,使人们能观察到纳米(nm)级的微小个体,研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究的成果,它们对推动医学的发展起了重要作用。 二、影像学诊断飞跃进步 影像学诊断是20世纪医学诊断最重要发展最快的领域之一。 50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而今天由于x 线ct技术的出现和应用,使影像学诊断水平发生了飞跃,从而极大地提高了临床
SPR生物传感器研究综述 刘小林 (宜春学院,江西宜春336000) 摘 要:SPR生物传感器已广泛应用于易变反应物与传感器表面固定结合配体之间特定定性与定量分析1 文章综述了这种新技术的研究和应用进展情况,传感器的组成和工作原理,传感器表面和固定,应用于实验 的步骤,实验结果与未来发展趋势1 关键词:SPR生物传感器;固定技术;生物大分子 中图分类号:Q6 文献标识码:A 文章编号:1671-380X(2006)04-0120-04 Rev i ews on the Study of Surface Pl a s m on Resonance B i osen sors L I U Xiao-lin (Yichun College1J iangxi Y ichun336000China) Abstract:Surface p las mon res onance bi osens ors have become increasingly popular for the qualitative and quantitative characterizati on of the s pecific binding of a mobile reactant t o a binding partner i m mobilized on the sens or surface1This A rticle revie ws the study devel2 opments of this ne w technique,including sens or surface and i m mobilizati on,an app lied experi m ental p r ocedure,experi m ental results and future pers pectives1 Key words:Surface Plas mon Res onance B i osens or;I m mobilizati on Technique;B i ol ogicalMacr omolecule 1990年,随着SPR生物传感器(Surface p las mon res o2 nance bi osens ors)的传播,可视的光波生物传感器随即被广泛应用并逐渐成为生物大分子间相互作用的定性和定量的检测工具1对照于其他方法,这种生物传感器能察觉到在流动时期结合到被固定在生物传感器表面的特殊反应1SPR 生物传感器部分地引起关注是因为被测的物理量是折射率变化,因此,没有chr omophoric组或被标记的生物大分子是必须要的1另外,SPR生物传感器在结合的过程中提供即时的消息,也适用于μM到sub---n M宽物质间的相互作用1 目前,很多大分子间的相互作用在SPR生物传感器上的应用被公开地应用于多个领域1包括细胞粘附因子,T 细胞抗原受体和MHC-编码分子,受体—配体的相互作用,抗体抗原的相互作用,病毒研究,蛋白质—DNA和DNA--DNA间的相互作用,脂类泡状体或平面双层间的相互作用及与膜结合的单程转录复合物的合成等1除了由B iacore、Upp sala、s weden(B I A core)、I ntersents I nstru ments BV、Amersfoort、Netherlands(I B I S)制造的工业上应用的SPR生物传感器和几种用于装备实验室的SPR生物传感器外,目前只有两种渐消失的光波导耦合方式生物传感器在工业上被应用,这两种生物传感器(Kretsch mann结构为基础的棱镜型和衍射光栅型生物传感器)是以反射原理和光栅配体原理为基础,它们在描述可视物质的相互作用的性能上与SPR生物传感器类似1 用渐消失的光波生物传感器得到的可靠的数据描述化学结合动力学和平衡点,比较于简单的结合定性分析,这是一种费时费力的工作1即便是反应都遵守简单的准一级动力学规律,需要克服的困难却有:(1)固定技术必须按本来的结构结合自由反应物,必须反应均匀,必须达到方位1表面不允许有较多的非特异性结合1(2)相对地小折射率的指标增加的大多数生物大分子必须有限制的集中于传感器表面的结合位点上1(3)自由反应物能有效地运输到反应的传感器表面等问题比混合反应物的问题难解决得多1结果,测量的结合过程曲线受到限制自由反应物的质量转移,和到达传感器表面和在传感器表面上毗邻结合位点的障碍,这些测量的结合过程曲线也同样受到固定反应物不同亚群结合过程重叠和非特异性结合的影响1最近几年,最重大的进展是实验技术的发展使这些问题可以得到解决或降低其影响,在计划上控制实验,在分析程序和诊断上的发展,在结果的描述上都有改进1 SPR生物传感器的基本构造是一个由很薄的金属薄膜(通常是金的或银的)组成的棱镜,这个结构最早由Kretsch mann和Raether提出,光在棱镜内部的全部反射往往激发金属薄膜上的非放射性表面胞质团1这种胞质团是使金属薄膜表面产生等离子膜共振1 1 生物传感器的组成和工作原理 第28卷 第4期2006年8月 宜春学院学报(自然科学) Journal of Yichun University(s ocial science) Aug128,No14 Aug12006 收稿日期:2006-04-17 作者简介:刘小林(1966-),男,江西高安市人,副教授,在读博士研究生,研究方向:农学与生物技术1
论生物医学工程的现状及发展前景 生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)崛起于20世纪60年代。其内涵是: 工程科学的原理和方法与生命科学的原理和方法相结合, 认识生命运动的规律，并用以维持、促进人的健康。它的兴起有多方面的原因，其一是医学进步的需要；其二则是医疗器械发展的需要。 四十年来, 生物医学工程已经深入于医学，从临床医学到医学基础，并深刻地改变了医学本身, 而且预示着医学变革的方向。可以说，没有生物医学工程就没有医学的今天。另一方面, 生物医学工程的兴起和发展不仅推动了医疗器械产业的发展，而且使它发生了质的改变，最根本的是，将使用对象和使用者以及医疗装置看作是一个系统整体, 强调其间的相互作用, 进而用系统工程的观念研究发展所需要的医疗装置，实现预定的医疗目的。 生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科，这是它最大的特点。所谓交叉学科是指由不同学科、领域、部门之间相互作用,彼此融合形成的一类学科群。从学科发展的历史长河来看，新学科的产生大都是传统或成熟学科相互交叉作用产生的结果。而且，生物医学工程所指的学科交叉，不是生物医学同哪一个工程学科分支的简单结合，而是多学科、广范围、高层次上的融合。近年来，高分子材料科学、电子学、计算机科学等自然科学的不断发展，极大地推动了生物医学工程学科的发展。 此外，生物医学工程学科所涉及的领域非常广泛。可以说，有多少理工科分支，就会产生多少生物医学工程领域，这种多学科的交叉融合涉及到所有的理、工学科和所有的生物学和医学分支。这样一来，当任何一个学科取得突破进展时都能影响到生物医学工程的发展，使其发展的速度异常迅速。 发达国家生物医学工程的现状 在美国以及欧洲等经济发达国家，早在上世纪50年代就指出生物医学工程的重要性，基于其强大的经济、科技实力，经过近半个世纪的努力均取得了各自的成果。如今，这些国家在生物医学工程方面处于世界前列。但是面对当今科技飞速发展的新形势，他们仍在想尽一切办法努力前进。在美国，许多著名大学根据自身条件和生物医学工程学科的特点以及社会需要采用各种方式积极推进“学科交叉计划”。这样一来，生物医学工程在这一有利条件下迅速发展，朝向以整合生物、医学、物理、化学及工程科学等高度交叉跨领域方向发展。这种发展方向既促进了传统性专业的提升，又为逐步形成新专业创造了条件。 另外，美国政府因认识到新的世纪生物医学工程对促进卫生保障事业发展所具有极大的重要性，急需扭转美国生物医学工程领域研发工作群龙无首的分散局面，美国第106届国会于2000年1月24日通过立法。在国立卫生研究院内设立了国家生物医学成像和生物工程研究所，规定由该所负责对美国生物医学工程领域的科研创新、开发应用、教育培训和信息传播等进行统一协调和管理，促进生物学、医学、物理学、工程学和计算机科学之间的基本了解、合作研究以及跨学科的创新。这也大大推动了美国的生物医学工程学科的发展。 国内生物医学工程的现状 我国的生物医学工程学科相对国外发达国家来说起步比较低。自上世纪70年代以来，经过40多年的发展，目前全国已有很多所高校内设有此专业，在一些理、工科实力较强的高校内均建有生物医学工程专业。由于这些学校的理、工等学科在全国都有重要的影响，且大都设有国家级重点学科，他们开展起来十分方便，这些院校均是以科研性学科设置的。此外，还有一些医学院校则是以医学作为基底学科，置入某些工程学科的
生物传感器综述
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期： ?
生物传感器课程论文 论文题目：生物传感器技术在环境分析 与检测方面的应用研究进展专业: 分析化学 姓名:雷杰 学号：120１5１305２9 指导教师：晋晓勇 时间：２０1５年1０月23日
生物传感器技术在环境分析与检测方面的应用研究进展 摘要：生物传感器作为一类新兴传感器,它是以生物分子敏感元件,将化学信号、热信号、光信号转换成电信号或者直接产生电信号予以放大输出,从而得到检测结果。文章综述了生物传感器在环境监测,包括水环境、大气环境等领域的应用和最新进展,并展望了环境监测生物传感器的发展前景及发展方向。 关键词:生物传感器技术；环境分析检测;
０.前言 生物传感器这门课属于分析化学和生物化学的一门交叉学科，它涉及到生物化学、电化学等多个基础学科。就目前生物传感器研究的历史阶段，它仍然处于十分活跃的研究阶段,生物传感器的研究逐渐变得专业化、微型化、集成化、也有一些生物相容的生物传感器,生物可控和智能化的传感器制成[1]。基于生物传感器的基本结构和性能，从它的选择性,稳定性，灵敏度和传感器系统的集成化发展的特点和趋势,科研人员主要研究生物传感器在医疗、食品工业和环境监测等方面,它的发展对生产生活都有极大影响，尤其是生物传感器专一性好、易操作、设备简单、可现场检测、便携式、测量快速准确、适用范围广,从而深受研究者的青睐。本文主要概述了近三年来生物传感器在环境分析与检测方面的应用研究，从而对以后生物传感器技术的研究有所帮助与借鉴。 1.生物传感器技术 1.1生物传感器的组成及工作原理 生物传感器主要是由生物识别和信号分析两部分组成。生物识别部分是由具有分子识别能力的生物敏感识别元件构成,包括细胞、生物素、酶、抗体及核酸。信号分析部分通常叫换能器。它们的工作原理一般是根据物质电化学、光学、质量、热量、磁性等,物理化学性质将被分析物与生物识别元件之间反应的信号转变成易检测、量化的另一种信号,比如电信号、焚光信号等,再经过信号读取设备的转换过程，最终得到可以对分析物进行定性或定量检测的数据[2]。 生物传感器识别和检测待测物的工作原理:首先,待测物分子与识别元素接触；然后,识别元素把待测物分子从样品中分离出来；接着,转换器将识别反应相应的信号转换成可分析的化学或物理信号;最后，使用现代分析仪器对输出的信号进行相应的转换，将输出信号转化为可识别的信号。生物传感器的各个部分包括分析装置、仪器和系统也由此构成。生物传感器中的识别元素决定了传感器的特异性,是生物定性识别的决定因素；识别元素与待测分子的亲合力，以及换能器和检测仪表的精密度，在很大程度上决定了传感器的灵敏度和响应速度。
论生物医学工程的现状及发展前景 论生物医学工程的现状及发展前景 生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)崛起于20世纪60年代。其内涵是: 工程科 学的原理和方法与生命科学的原理和方法相结合, 认识生命运动的规律，并用以维持、促 进人的健康。它的兴起有多方面的原因，其一是医学进步的需要；其二则是医疗器械发展的需要。 四十年来, 生物医学工程已经深入于医学，从临床医学到医学基础，并深刻地改变了医学 本身, 而且预示着医学变革的方向。可以说，没有生物医学工程就没有医学的今天。另一 方面, 生物医学工程的兴起和发展不仅推动了医疗器械产业的发展，而且使它发生了质的 改变，最根本的是，将使用对象和使用者以及医疗装置看作是一个系统整体, 强调其间的 相互作用, 进而用系统工程的观念研究发展所需要的医疗装置，实现预定的医疗目的。 生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科，这是它最大的特点。所谓交叉学科是指由不同学科、领域、部门之间相互作用,彼此融合形成的一类学科群。从学科发展的历史长 河来看，新学科的产生大都是传统或成熟学科相互交叉作用产生的结果。而且，生物医学工程所指的学科交叉，不是生物医学同哪一个工程学科分支的简单结合，而是多学科、广范围、高层次上的融合。近年来，高分子材料科学、电子学、计算机科学等自然科学的不断发展，极大地推动了生物医学工程学科的发展。 此外，生物医学工程学科所涉及的领域非常广泛。可以说，有多少理工科分支，就会产生多少生物医学工程领域，这种多学科的交叉融合涉及到所有的理、工学科和所有的生物学和医学分支。这样一来，当任何一个学科取得突破进展时都能影响到生物医学工程的发展，使其发展的速度异常迅速。 发达国家生物医学工程的现状 在美国以及欧洲等经济发达国家，早在上世纪50年代就指出生物医学工程的重要性，基 于其强大的经济、科技实力，经过近半个世纪的努力均取得了各自的成果。如今，这些国家在生物医学工程方面处于世界前列。但是面对当今科技飞速发展的新形势，他们仍在想尽一切办法努力前进。在美国，许多著名大学根据自身条件和生物医学工程学科的特点以及社会需要采用各种方式积极推进“学科交叉计划”。这样一来，生物医学工程在这一有利 条件下迅速发展，朝向以整合生物、医学、物理、化学及工程科学等高度交叉跨领域方向发展。这种发展方向既促进了传统性专业的提升，又为逐步形成新专业创造了条件。 另外，美国政府因认识到新的世纪生物医学工程对促进卫生保障事业发展所具有极大的重要性，急需扭转美国生物医学工程领域研发工作群龙无首的分散局面，美国第106届国
文献综述 葡萄糖生物传感器的进展过程及研究成果 摘要：总结了葡萄糖生物传感器研究的发展过程；阐述了第一代经典葡萄糖酶电极、第二代传递介体传感器及第三代直接传感器的原理和特性，并介绍了其它类型的葡萄糖传感器技术及产品，部分产品在医学上的应用。最后，总结和展望了葡萄糖生物传感器研究及应用的发展趋势。 关键词：葡萄糖；生物传感器；医学领域；进展 引言：葡萄糖传感器是生物传感器领域研究最多、商品化最早的生物传感器。葡萄糖生物传感器的发展基于两个方面的技术基础：第一，葡萄糖是动物和植物体内碳水化合物的主要组成部分，葡萄糖的定量测定在生物化学、临床化学和食品分析中都占有很重要的位置，其分析方法的研究一直引起人们的关注。特别是临床检验中对血糖分析技术的需求，促进了葡萄糖酶分析方法建立；第二，1954年，Clark建立了氧电极分析方法。1956年又对极谱式氧电极进行了重大改进，使使活体组织氧分压的无损测量成为可能，并首次提出了氧电极与酶的电化学反应理论。根据Clark电极理论，自20世纪60年代开始，各国科学家纷纷开始葡萄糖传感器的研究。经过近半个世纪的努力，葡萄糖传感器的研究和应用已有了很大的发展，在食品分析、发酵控制、临床检验等方面发挥着重要的作用[1]。 1 经典葡萄糖酶电极 1962年，Clark和Lyon发表了第一篇关于酶电极的论文[2]。1967年Updik和Hicks首次研制出以铂电极为基体的葡萄糖氧化酶（GOD）电极。用于定量检测血清中的葡萄糖含量[3]。这标志着第一代生物传感器的诞生。 该方法中葡萄糖氧化酶固定在透析膜和氧穿透膜中间，形成一个“三明治”的结构，
再将此结构附着在铂电极的表面。在施加一定电位的条件下，通过检测氧气的减少量来确定葡萄糖的含量。由于大气中氧气分压的变化，会导致溶液中溶解氧浓度的变化，从而影响测定的准确性[4]。 为了避免氧干扰，1970年，Clark对其设计的装置进行改进后，可以较准确地测定 H 2O 2 的产生量，从而间接测定葡萄糖的含量[5]。此后，许多研究者采用过氧化氢电极作 为基础电极，其优点是，葡萄糖浓度与产生的H 2O 2 有当量关系，不受血液中氧浓度变化 的影响。 早期的H 2O 2 电极属于开放型，即铂电极直接与样品溶液接触，干扰比较大。现在的 商品化都是隔膜型（Clark）型，即通过一层选择性气透膜（聚乙烯膜获tefion膜）将电极与外溶液隔开。这样在用于生物样品测定时，可以阻止抗坏血酸、谷胱甘肽、尿素等许多还原性物质的干扰。同时，葡萄糖氧化酶的固定化技术也逐步发展和完善，这些研究包括聚乙烯碳酸酯膜和多孔膜包埋法、重氮化法、牛血清蛋白（BSA）-多聚甲醛膜法、牛血清白蛋白-戊二醛交联法等。1972年，Guilbault在铂电极上覆盖一层掺有葡萄糖氧化酶的选择性膜，保存10个月后相应电极上响应的稳定电流只减少了0.1%，从而制得具有较高稳定性和测量准确性的葡萄糖生物传感器[6]。这一技术被美国Yellow Spring Instrument(YSI)公司采用，于1975年首次研制出全球第一个商业用途的葡萄糖传感器。 目前，葡萄糖酶电极测定仪已经有各种型号商品，并在许多国家普遍应用。我国第一台葡萄糖生物传感器于1986年研制成功，商品化产品主要有SBA葡萄糖生物传感器[7]。该传感器选用固定化葡萄糖氧化酶与过氧化氢电极构成酶电极葡萄糖生物传感分析仪，每次进样两25uL，进样后20s可测出样品中葡萄糖含量，在10～1000mg/L范围内具良好的线性关系，连续测定20次的变异系数小于2%。 2 介体葡萄糖酶电极 在葡萄糖氧化酶电极中引入化学介体（chemical mediator）取代O 2/H 2 O 2 ，作用是把 葡萄糖氧化酶氧化，使之再生后循环使用，而电子传递介体本身被还原，又在电极上被 氧化。利用电子传递介体后，既不涉及O 2，也不涉及H 2 O 2 ，而是利用具有较低氧化电位的 传递介体在电极上产生的氧化电流，在测定葡萄糖时，可以避免其他电活性物质的干扰，提高了测定的灵敏度和准确性。 Cass等[8]将ＧＯＤ固定在石墨电极（graphite electrode）上，以水不溶性二茂铁
DOI ：10．3724/SP．J．1096．2013．20747基于石墨烯的光学生物传感器的研究进展 高原 1李艳2苏星光*2（电子科学与工程学院集成光电子国家重点实验室1，吉林大学化学学院2，长春130012）摘要近年来，随着石墨烯研究热潮的兴起，将石墨烯用于生物及化学检测的工作也日益增多。本文着重介绍了基于石墨烯及氧化石墨烯（GO ）的光学生物传感器，特别是基于石墨烯的荧光共振能量转移（FRET ） 传感器以及比色法传感器的设计思想和传感特性。 关键词石墨烯；氧化石墨烯；生物传感器；荧光共振能量转移；评述 2012-07-17收稿；2012-09-30接受 本文系国家自然科学基金（Nos．2127506， 21075050）资助项目*E-mail ：suxg@jlu．edu．cn 1引言 石墨烯是一种由纯碳原子的六元环平面结构构成的二维材料 ［1］，是零维的富勒烯、一维的碳纳米管（CNTs ）以及三维石墨结构的构筑基元［2］。它具有非常大的理论比表面积、很高的杨氏模量［3］、超高的光学透过率、优良的导热性［4］和导电性，并能够通过电子转移实现荧光猝灭。目前，人们已将基于石 墨烯的材料广泛应用于诸多领域，如吸附剂 ［5］、催化剂［6］、药物载体［7］等。石墨烯具有的奇特性质，使 得其能够满足高灵敏性传感器设计的需求，并已用于构建光学［8］、电化学［9］及场效应传感器［10，11］、细胞标记［12］及实时监测［13］等。本文介绍了基于石墨烯材料的光学生物传感器的研究进展，重点评述了基于石墨烯基的荧光共振能量转移（FRET ）以及比色法传感器。 2基于石墨烯的荧光共振能量转移传感器 荧光共振能量转移（FRET ）是能量由供体荧光团经无辐射途径转移给受体荧光团，并引起供体荧 光猝灭和受体荧光增强的光学现象， 是测量活体及体外纳米尺度距离及变化的有效手段。近年来，人们致力于开发基于石墨烯材料的FRET 传感器， 将其用于生物及化学检测。FRET 传感器主要由3部分构成：供体、受体（猝灭剂）及供受体之间的桥联媒介。在基于石墨烯的FRET 传感器中，石墨烯及其衍生物既可以作为供体，又可作为受体。一方面，石墨烯由于其结构特点，能够同时猝灭发射波长或结构不同的多种荧光团的荧光，是一种通用的猝灭剂；另一方面，石墨烯及其衍生物经过一定的化学处理，可以产生荧光信号，可作为荧光供体。基于石墨烯的FRET 生物传感器依托于一些生物分子构建的桥联基， 用于调节供体荧光团和受体之间的距离，从而引起荧光的变化。其中，DNA 、蛋白质、多肽等生物分子均 可以作为桥联基。 2．1以石墨烯作为猝灭剂 在报道的基于石墨烯材料的FRET 传感器中，以石墨烯材料作为猝灭剂的居多。氧化石墨烯（GO ）是石墨烯的一种重要衍生物，是化学还原法制备石墨烯的前驱体，在石墨烯片层结构的边缘和表面带有 多种含氧基团， 如羧基、羟基、环氧基等。正是由于这些含氧基团的存在，使其较石墨烯具有更好的水溶性，可以应用于生物体系中。石墨烯及GO 由于其大面积的共轭结构，可以作为能量受体猝灭多种有机染料及量子点的荧光，是一种广适性的荧光猝灭剂。与传统的猝灭剂相比，石墨烯材料具有更高的猝灭 效率，使FRET 传感器具有背景低、信噪比高、可多重检测的显著特点 ［14 16］。2．1．1基于DNA 联接研究表明，石墨烯能区分多种DNA 分子结构，包括ssDNA ，dsDNA 以及茎环 结构等［17，18］。石墨烯及GO 由于其结构特点，对带有裸露的环状结构的化合物具有强烈的吸附能力。第41卷 2013年2月分析化学（FENXI HUAXUE ）特约来稿Chinese Journal of Analytical Chemistry 第2期174 180
生物传感器的原理及应用 摘要: 随着信息技术与生物工程技术的发展，生物传感器得到了极为迅速的发展，当今各发达国家都把生物传感器列为21世纪的关键技术，给予高度的重视。生物传感器不仅广泛用于传统医学领域，推动医学发展，而且还在空间生命科学、食品工业、环境监测和军事等领域广泛应用。 关键词:生物传感器；原理；应用；发展 Abstract: As information technology and biological engineering technology, bio-sensors has been very rapid development，today's developed countries regard the biosensor technology as the key to the 21st century, given a high priority. Biosensors are widely used in traditional medicine not only to promote the development of medicine, but also in space life science, food industry, environmental monitoring and widely used in military and other fields. Keyword s: biosensor; principle; application; development
目录 一. 引言 (4) 二. 生物传感器的原理 (4) 三. 生物传感器的应用 (5) 3.1.生物传感器在医学领域的应用 (5) 3.1.1. 基于中医针灸针的传感针 (5) 3.1.2.生物芯片 (5) 3.1.3.生物传感器的临床应用 (5) 3.2.生物传感器在非传统医学领域的应用 (6) 3.2.1．在空间生命科学发展中的应用 (6) 3.2.2．在环境监测中的应用 (6) 3.2.3．在食品工程中的应用 (6) 3.2.4．在军事领域的应用 (6) 四. 生物传感器的未来 (7) 五. 结束语 (7) 六. 参考文献 (7)
作者：楼佳枫1223020057 信息与工程学院电气2班 学科导论作业:（部分参考于百度知道） -----生物医学工程对生活的影响和前景大学，我选择的专业是电气信息类：它未来将分为生物医学工程，计算机科学与技术，电子信息技术三个大类。现在，我很高兴和大家谈谈我对生物医学工程的认识及看法。 生物医学工程在国际上做为一个学科出现，始于20世纪50年代，特别是随着宇航技术的进步、人类实现了登月计划以来，生物医学工程有了快速的发展。就生物医学工程的发展渊源，还得追溯到显微镜的发明：17世纪Lee Wenhock发明了光学显微镜，推动了解剖学向微观层次发展，使人们不但可以了解人体大体解剖的变化，而且可以进一步观察研究其细胞形态结构的变化。随着光学显微镜的出现，医学领域相继诞生了细胞学、组织学、细胞病理学，从而将医学研究提高到细胞形态学水平。普通光学显微镜的分辨能力只能达到微米(μm)级水平，难以分辨病毒及细胞的超微细结构、核结构、DNA等大分子结构。而20世纪60年代出现的电子显微镜，使人们能观察到纳米(nm )级的微小个体，研究细胞的超微结构。光学显微镜和电子显微镜的发明都是医学工程研究的成果，它们对推动医学的发展起了重要作用。
生物医学的一个重要的领域，就是大家所熟知的生物影像技术。自从琴伦射线的发现和应用于医学诊断开始，影像学就开始了她的飞速发展，当之无愧得成为了20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。50年代X光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而今天由于X线CT技术的出现和应用，使影像学诊断水平发生了飞跃，从而极大地提高了临床诊断水平。即计算机体断层摄影(computed tomography CT),即是利用计算机技术处理人体组织器官的切面显像。X线CT片提供给医生的信息量，远远大于普通X 线照片观察所得的信息。目前，螺旋CT(spiral CT 或helicalet CT)已经问世，能快速扫描和重建图像，在临床应用中取代了多数传统的CT，提高了诊断准确率。医学工程研究利用生物组织中氢、磷等原子的核磁共振(nu clear magnetic resonance)原理。研制成功了核磁共振计算机断层成像系统(MRI)，它不仅可分辨病理解剖结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，显示某些疾病在早期价段的改变，有利于临床早期诊断。可以认为MRI 工程的进步，促进了医学诊断学向功能与形态相结合的方向发展，向超快速成像、准实时动态MRI、MRA、FMRI、MRS发展。根据核医学示踪，利用正电子发射核素(18F，11C，13N)的原理，创造的正电子发射体层摄影(PET)，是目前最先进的影像诊断技术。美国新闻媒体把PET列为十大医学生物技
生物传感器的应用现状及发展前景 摘要：到来后，获取准确可靠的信息对现代化生产有着重大作用，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。其中生物传感器早已渗透到国民经济的各个部门如食品、制药、、、环境监测等方面。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。生物传感器的研究开发，已成为世界科技发展的新热点。相信不久的将来，生物传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 关键词：生物传感器、应用、前景 一、传感器概述 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由和转换元件组成”。 随着的到来，世界开始进入。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 传感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等各个领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 由此可见，在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 传感器的特点主要有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。 常见传感器有、、、、、、、以及等。 二、生物传感器概述 生物传感器是用生物活性材料（酶、、、抗体、抗原等）与换能器有机结合的一门交叉学科，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。 1967年.乌普迪克等制出了第一个生物传感器--葡萄糖传感器。将包含在聚丙烯酰胺胶体中加以固化，再将此胶体膜固定在隔膜氧电极的尖端上，便制成了这种葡萄糖传感器。 生物传感器的分类： ⑴按照感受器生命物质分类，可分为：微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、、DNA传感器等等。
Chapter １生物传感器 （Biosensors） ? 1.1 Generalization（概述）? 1.2 Principle （基本原理）? 1.3 Classification（分类）? 1.4 Application（应用）
1.2 生物传感器工作原理 被测对象生物敏 感膜 （分子 识别感 受器） 电 信 号 换 能 器 物理、化学反应 化学物质 力 热 光 声 . . . 图16-1 生物传感器原理图
BIOSENSORS 1.2 生物传感器原理 无论是基于电化学、光学、热学或压电 晶体等不同类型的生物传感器，其探头均由 两个主要部分组成，一是感应器，它是由对 被测定的物质（底物）具有高选择性分子识 别功能的膜构成。二是转换器，它能把膜上 进行的生化反应中消耗或生成的化学物质， 或产生的光、热等转变成电信号，最后把所 得的电信号经过电子技术的处理后，在仪器 上显示或记录下来。
换能器（T r a n s d u c e r ）感受器（R e c e p t o r ）= 分析物（Analyte ） 溶液（Solution ）选择性膜（Thin selective membrane ） 识别元件（Recognition ）生物传感器工作机理 测量信号（Measurable Signal ） BIOSENSORS
（1）将化学变化转变成电信号 酶传感器为例,酶催化特定底物发生化学反应,从而使特定生成物的量有所增减。用能把这类物质的量的改变转换为电信号的装置和固定化酶耦合,即组成酶传感器.常用转换装置有氧电极、过氧化氢。