生物传感器应用
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生物传感器技术在食品安全检测中的应用一、引言随着人口的增加和食品供应链的全球化,食品安全问题日益突出。
食品中的污染物质对人们的健康构成潜在威胁,因此,食品安全检测成为重要的关注领域。
近年来,生物传感器技术因其高灵敏度、快速检测和便携性等优势,在食品安全检测中得到广泛应用。
二、生物传感器技术概述生物传感器技术是一种将生物元素(如酶、抗体、细胞等)与传感器器件相结合的技术。
传感器通过检测生物元素与目标分析物之间的相互作用,实现对分析物的定量或定性检测。
生物传感器技术在食品安全检测中的应用主要包括基于酶的生物传感器、免疫传感器和细胞传感器三个方面。
三、基于酶的生物传感器在食品安全检测中的应用1. 果蔬中农药残留的检测基于酶的生物传感器可以通过检测农药残留的酶活性来确定果蔬中的农药残留水平。
传感器利用酶与农药的特异性相互作用,将酶活性的改变转化为电化学信号进行检测。
这种方法不仅具有高灵敏度和快速响应的特点,还避免了传统方法中繁琐的前处理步骤。
2. 食品中的抗生素残留检测基于酶的生物传感器也可以用于食品中抗生素残留的检测。
传感器通过酶与抗生素的特异性相互作用,测量酶活性的变化来确定抗生素的存在。
这种方法具有灵敏度高、快速检测和样品处理简单等优点,可以在实验室和现场进行抗生素残留的监测。
四、免疫传感器在食品安全检测中的应用1. 食品中的重金属检测免疫传感器利用抗体与免疫原之间的特异性结合作用来检测食品中的重金属污染物。
通过抗体与重金属离子的特异性结合,免疫传感器可以实现对食品中重金属离子的高灵敏度检测。
2. 食品中的致病菌检测免疫传感器还可以用于食品中致病菌的快速检测。
利用特异性抗体与致病菌的抗原结合,免疫传感器可以实现对食品中致病菌的快速、灵敏的检测。
这种方法不仅可以减少检测时间,而且对样品的要求较低,有助于及时发现食品中的致病菌污染。
五、细胞传感器在食品安全检测中的应用细胞传感器利用细胞对环境变化的敏感性作为感知元件,实现对食品中污染物的检测。
光学生物传感器技术及其应用研究生物传感技术在诊断、检测、预防和治疗疾病方面具有很大的潜力。
其中,光学生物传感技术作为一种新兴的传感技术,正在快速发展。
一、光学生物传感器技术原理及其类型光学生物传感器技术是一种利用光学方法来检测生物分子(如蛋白质、DNA 等)的传感技术。
其基本原理是通过检测被感应物质与探针结合后引起的光学信号变化来定量和检测被测量物质。
根据检测方法的不同,光学生物传感器技术可以分为吸收光谱法、荧光光谱法、表面等离子共振(SPR)等。
其中,荧光光谱法是最常用的一种方法。
它通过激发探针分子后发射出的荧光光谱来检测感兴趣的分子。
该方法具有高灵敏度、高选择性和快速响应的优点。
二、光学生物传感器技术应用研究光学生物传感器技术在多个领域有广泛的应用。
1.生物医学领域光学生物传感器技术的应用在生物医学领域具有很大的潜力。
例如在疾病诊断方面,利用荧光光谱法检测血液样品中特定蛋白质或病毒抗原,可以实现早期诊断。
2.环境监测领域光学传感器技术在环境监测领域的应用主要是检测环境中的重金属离子、有机物质等有毒物质。
例如,利用SPR技术开发的无标记光学传感器可以检测水中低浓度的有毒重金属。
此外,还可以利用感受器阵列技术开发出多种传感器,实现对多种环境有毒或污染物的检测。
3.食品检测领域光学生物传感器技术在食品检测领域也得到较为广泛的应用。
例如,通过开发高灵敏度、高选择性的光学生物传感器,可以对食品上的致病菌或有害物质进行快速、准确的检测。
4.生物分子检测领域在生物分子检测领域,光学生物传感器技术的应用主要是检测生物分子。
例如,通过荧光光谱法检测DNA序列,可以检测遗传疾病的存在。
三、未来发展趋势光学生物传感器技术是一种新兴的传感技术,在医学、食品、环保等领域都得到了广泛的应用。
未来,随着生物科技和纳米技术的发展,光学生物传感器技术将会更加发展。
1.纳米技术的应用纳米材料可以提高光学传感器的灵敏度和选择性,并可以使光学传感器在小尺寸处发挥作用。
生物传感器的工作原理与生物分析应用生物传感器是一种能够通过感知生物体内的活性物质或生物作用的物理、化学或生物方法,将其转化为可测量的信号的设备。
它在生物分析领域具有广泛的应用,包括生命科学研究、临床诊断、环境监测等。
本文将从工作原理和应用两个方面来介绍生物传感器的基本知识。
一、生物传感器的工作原理生物传感器的工作原理通常基于生物分子与传感器之间发生的相互作用。
其一般包括三个主要组成部分:识别元件、信号转换器和信号采集器。
1. 识别元件识别元件是生物传感器的核心部分,它能够与目标生物分子特异性地相互作用。
常见的识别元件包括生物分子(如抗体、酶、核酸等)以及细胞或组织等。
当目标生物分子与识别元件结合时,会导致一系列的分子、电荷或质量变化。
2. 信号转换器信号转换器的作用是将识别元件与目标生物分子结合引发的变化转化为可测量的信号。
这些变化可以是光、电、热、质谱等物理或化学特性的变化。
常见的信号转换器包括光学传感器、电化学传感器和质谱传感器等。
3. 信号采集器信号采集器负责测量信号转换器输出的信号,并将其转化为可读取的数据。
常见的信号采集器包括传感器芯片、传感器接口电路、数据采集设备等。
它们能够将信号转换为数字信号,并通过软件进行处理和解读。
二、生物传感器的生物分析应用生物传感器在生物分析领域有着广泛而重要的应用。
以下将介绍几个典型的生物分析应用。
1. 临床诊断生物传感器在临床诊断中扮演着关键的角色。
通过与临床标志物(如蛋白质、核酸等)的特异性结合,生物传感器能够高效、快速地检测疾病标记物,从而实现早期诊断和监测疾病进展的目的。
例如,通过检测血液中的肿瘤标志物,可以提供乳腺癌、前列腺癌等多种肿瘤的早期诊断。
2. 环境监测生物传感器在环境监测中起到了不可替代的作用。
通过监测环境中的生物毒素、重金属离子等有害物质,可以实时了解环境污染情况,并及时采取相应的措施进行环境保护。
例如,利用生物传感器监测水中的重金属离子浓度,可以及时预警水质安全问题。
生物传感器技术及其在病毒检测中的应用在当今的科技领域中,生物传感器技术正在成为一个备受关注的领域。
生物传感器技术是利用生物分子与电子或光子技术相结合的技术,可以用于检测环境中的有害物质和生物分子的存在。
由于其高灵敏度、高选择性和易于使用等优点,生物传感器技术已广泛应用于环境监测、食品安全检测、医学诊断等领域。
这篇文章将介绍生物传感器技术的原理和应用,并重点介绍其在病毒检测中的应用。
一、生物传感器技术的原理生物传感器技术是利用分子识别的原理,将生物分子与传感器器件相结合。
一般而言,生物分子可以是酶、抗体、受体、核酸等,它们具有特异性,可以与特定的化合物或生物分子发生特异性反应。
传感器器件可以是电子式、光子式或机械式等,它们可以将生物分子的反应转换为电、光、飞行时间等信号输出。
当传感器器件与生物分子相结合时,生物分子可以表现出其特异性识别的能力。
一旦有目标物质进入传感器器件与生物分子相互作用时,会导致传感器器件的电信号、光信号或机械信号发生变化。
这种变化可以通过相应的信号检测设备进行检测和分析,输出被检测分子的特异信息。
二、生物传感器技术在病毒检测中的应用生物传感器技术在病毒检测中的应用是其重要领域之一。
目前,病毒性疾病已经成为全球公共卫生问题。
传统的病毒检测方法需要比较复杂的试剂和设备,而生物传感器技术则具有高灵敏度、高特异性和快速检测的优点,可以有效地用于病毒检测。
2.1 病毒筛查传统的病毒筛查方法需要进行病毒培养、病毒核酸提取、PCR扩增等步骤,非常耗时。
而生物传感器技术可以直接检测病毒生物标志物,如病毒表面蛋白、核酸等物质,不需要病毒的培养和扩增过程,检测速度快,样本处理简单。
2.2 病毒诊断病毒诊断是一项判断是否感染某种病毒的临床技术。
传统的病毒诊断通常采用酶联免疫吸附、ELISA等方法进行,但这些方法的灵敏度和准确性不高。
而生物传感器技术利用其特异性和灵敏度,可以快速检测患者体内的病毒标志物,并在早期诊断中非常有效。
生物传感器的开发与应用前景分析在当今科技迅速发展的时代,生物传感器作为一种能够感知生物体内外环境变化,并将其转化为可测量信号的装置,正逐渐成为科学研究和实际应用中的重要工具。
它融合了生物学、化学、物理学、电子学等多个学科的知识和技术,具有极高的应用价值和广阔的发展前景。
生物传感器的工作原理主要基于生物识别元件与被测物质之间的特异性相互作用。
这些生物识别元件可以是酶、抗体、核酸、细胞等,它们能够对特定的目标分子进行识别和结合。
当目标分子与生物识别元件发生作用时,会产生一系列的物理或化学变化,如电荷转移、光吸收或发射、热效应等。
这些变化通过传感器的换能器被转化为电信号、光信号或其他易于检测和分析的信号,从而实现对目标物质的定量或定性检测。
在生物传感器的开发过程中,生物识别元件的选择和固定是至关重要的环节。
不同的生物识别元件具有不同的特异性和灵敏度,需要根据具体的检测需求进行选择。
例如,酶作为生物识别元件具有高催化活性和特异性,但稳定性相对较差;抗体则具有高度的特异性和亲和力,但制备过程较为复杂。
为了提高生物识别元件的性能和稳定性,常常需要对其进行修饰和优化,如使用纳米材料进行固定、引入化学交联剂等。
换能器是生物传感器的另一个关键组成部分,它负责将生物识别过程中产生的信号转化为可测量的输出信号。
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)、光学换能器(如荧光传感器、表面等离子体共振传感器)、热学换能器等。
每种换能器都有其独特的优点和适用范围,例如电化学换能器具有响应速度快、灵敏度高的特点,适用于实时监测;光学换能器则在多组分同时检测和高灵敏度检测方面具有优势。
随着微纳加工技术和材料科学的不断进步,生物传感器的微型化和集成化成为了发展的重要趋势。
微型化的生物传感器具有体积小、重量轻、便于携带等优点,能够实现现场实时检测和个性化医疗诊断。
例如,基于微机电系统(MEMS)技术制备的微型生物传感器可以集成在芯片上,实现对多种生物标志物的同时检测。
纳米生物传感器的应用前景随着纳米技术的发展,纳米生物传感器的应用前景越来越受到广泛关注。
纳米生物传感器是一种将生物分子及其相互作用通过纳米技术转化为电信号或光信号的装置。
由于其高灵敏度、高特异性和高分辨率等特点,纳米生物传感器在生物学、医学、食品安全等领域有着广泛应用前景。
一、医学领域在医学领域,纳米生物传感器可以用于疾病的诊断、治疗及预防。
例如,纳米生物传感器可以通过检测体液中特定蛋白质、基因或病原体等,实现疾病的早期诊断和高效治疗。
此外,纳米生物传感器还可以运用于药物传递及监测,不仅可以提高药物的疗效和安全性,还可以解决传统药物治疗中存在的药效不足和副作用等问题。
二、生物学领域在生物学领域,纳米生物传感器可以用于细胞和分子生物学研究。
例如,可以通过在纳米材料表面修饰上生物分子,实现对细胞膜或细胞核膜的检测,以及细胞内特定分子的检测和定位。
此外,还可以通过纳米材料的表面修饰实现对生物分子的拦截、结合和分离等。
这些研究可以进一步推动细胞和分子生物学研究的进展。
三、食品安全领域在食品安全领域,纳米生物传感器可以用于检测食品中的有害物质、病原体及其代谢产物等。
例如,可以对食品中的酸奶菌、乳酸菌等进行快速检测,或对肉类、蔬菜等食品中的激素和农药等进行检测和监测。
此外,还可以通过纳米材料的表面修饰实现对食品中的有害物质的拦截和去除等方法,提高食品的安全性和卫生性。
四、环境监测领域在环境监测领域,纳米生物传感器可以用于检测环境中的污染物及其代谢产物。
例如,可以对水体中的重金属、有机物、微生物等进行检测和监测,或对空气中的粉尘、气体、细菌等进行检测。
此外,还可以通过纳米材料的表面修饰实现对污染物的拦截和去除等方法,提高环境的清洁度和安全性。
总之,随着纳米技术和生物技术的发展,纳米生物传感器的应用前景越来越广阔。
未来,纳米生物传感器将在医疗、生物学、食品安全和环境监测等领域发挥更加重要的作用,为人类的健康、环境的保护和经济的发展做出更大的贡献。
生物传感器技术在医药和生物检测中的应用随着科技的不断发展,生物传感器技术日益成熟,被广泛应用于医药和生物检测领域。
生物传感器技术作为一种新型的检测方法,是通过物理、化学或生物传感器将目标分子与生物活性物质结合,然后通过检测电信号来确定目标分子的浓度或存在性。
本文将就生物传感器技术在医药和生物检测领域的应用进行探讨。
一、生物传感器技术在医药领域中的应用1. 药品筛选和监测传统的药物筛选和监测方法需要耗费大量时间和金钱,而生物传感器技术能够快速、准确地测量药物浓度和毒性程度。
例如:毒物发生后,人体内的某些药物负责将毒素和药物从体内排出去,但过量的药物也可能造成一定的毒性反应,如摄食失调、精神失常等。
因此,通过生物传感器技术对药物进行监测和控制,不仅能够防止过量药物的副作用,还能够减少药物治疗的费用和时间。
2. 生物传感器技术在疾病诊断和监测中的应用在疾病诊断和监测方面,生物传感器技术也具有广泛的应用前景。
例如,在诊断流感等传染性疾病方面,生物传感器技术能够快速、准确地检测患者负载的病原体,并帮助医生制定更加有效的治疗计划。
此外,在心脏疾病等慢性病方面,生物传感器技术能够监测体内免疫系统、激素水平和病毒负载,并帮助预测疾病进展和治疗方案。
二、生物传感器技术在生物检测领域的应用1. 生物传感器技术在食品安全检测方面的应用食品安全检测是保障公众健康的重要手段。
生物传感器技术能够快速、高效地检测食品中的各种致病菌、毒素和其他化合物。
例如,通过将特定的抗体或酶与生物传感器结合,我们可以在食品样本中检测到微生物污染和化学污染物。
这种传感器技术对于制定食品安全措施和事故处理策略起到了至关重要的作用。
2. 生物传感器技术在环境监测中的应用生物传感器技术不仅在医药和生物检测中有应用,它也在环境监测中起到了重要的作用。
通过生物传感器技术,我们可以捕捉环境样本中的多种有害物质和污染物,并量化它们的浓度和毒性,并能够实时、在线进行监测。
生物传感器在食品安全检测中的应用食品安全一直备受社会关注,而传统的食品安全检测方法存在着效率低、成本高、操作复杂等问题。
然而,随着科技的不断进步,生物传感器在食品安全检测领域的应用得到了越来越多的关注和重视。
本文将就生物传感器在食品安全检测中的应用进行探讨。
一、生物传感器的基本原理生物传感器是一种基于生物的特异性识别原理,将生物组分与传感器技术相结合的新型检测手段。
其基本原理是通过生物分子与食品样品中的目标分子之间的相互作用,实现信号的转化和扩大,从而达到对食品成分、质量和安全性进行快速、灵敏、准确检测的目的。
二、生物传感器在食品质量检测中的应用1. 快速检测食品中的微生物污染在传统的食品微生物检测中,需要经过培养、分离等步骤,耗时且容易引起误判。
而利用生物传感器进行微生物检测可以实现快速、准确的结果,大大提高了食品安全检测的效率。
2. 检测食品中的重金属和农药残留重金属和农药残留是目前食品质量安全的重要问题之一,传统的检测方法繁琐且时间长。
而生物传感器可以通过与目标分子的特异性结合来检测食品中的重金属和农药残留,具有快速、灵敏、准确的优势。
3. 检测食品中的污染物除了微生物、重金属和农药残留外,食品污染物的检测也是食品安全的重要内容。
生物传感器可以通过与污染物的结合反应,实现对食品中污染物含量的快速检测,提供及时有效的检测手段。
4. 检测食品中的添加剂食品中的添加剂是保证食品质量和口感的重要因素,但过量或不合格的添加剂会对人体健康造成风险。
利用生物传感器可以快速、准确地检测出食品中的添加剂含量,为食品质量控制提供有力支持。
三、生物传感器在食品安全检测中的优势与挑战1. 优势生物传感器具有快速、准确、灵敏、便携等特点,能够满足食品安全检测的要求。
此外,生物传感器还能够同时检测多种目标物质,提高检测效率,节省成本。
2. 挑战生物传感器在食品安全检测中面临的挑战包括生物元件的选择和稳定性、灵敏度和特异性的提高、样品复杂性对检测结果的影响等问题。
光纤倏逝波生物传感器及其应用光纤倏逝波生物传感器是一种先进的生物传感技术,通过利用光纤的优异特性和倏逝波的敏感性,能够高效、快速、精确地检测生物分子和生物反应。
该技术在医学、环保、食品安全等领域具有广泛的应用前景。
光纤是一种细长的光导纤维材料,它具有低损耗、高带宽、抗电磁干扰等优势。
利用光纤进行光传输,能够大大提高传感器的敏感度和灵敏度。
倏逝波是一种沿着光纤表面传播的电磁波,其电场分布在光纤附近的外部介质中,使得它对外部环境变化非常敏感。
将倏逝波与生物分子或反应物相结合,就形成了光纤倏逝波生物传感器。
光纤倏逝波生物传感器的应用非常广泛。
在医学领域,它可以用于检测和监测人体内的生物标志物,如血液中的葡萄糖、胆固醇等。
这些数据可以帮助医生进行早期诊断和治疗,提高患者的生活质量。
在环保领域,传感器可以用于监测水体和空气中的污染物,如重金属、有机物等,及时发现并采取措施,减少对环境的破坏。
在食品安全方面,传感器可以检测食品中的添加剂、农药残留等有害物质,保障人们的食品安全。
要开发出高性能的光纤倏逝波生物传感器,需要注意几个关键问题。
首先是传感器的灵敏度和选择性,即对目标分子的检测能力。
传感器需要具备足够的敏感度,能够检测到低浓度的目标物质,并且排除其他干扰物质的干扰。
其次是传感器的稳定性和可重复性,即传感器在长时间使用和多次使用后,能够保持良好的性能和准确度。
最后是传感器的实用性和便携性,传感器需要具备良好的携带性和易操作性,方便在各个领域进行应用。
总之,光纤倏逝波生物传感器是一种具有广泛应用前景的生物传感技术。
它的高灵敏度、高选择性以及丰富的应用场景,使其在医学、环保、食品安全等领域发挥着重要作用。
未来,随着技术的不断进步和应用需求的增加,相信光纤倏逝波生物传感器会在更多领域展现出巨大的潜力。
生物传感器在环境监测中的应用 摘要: 生物传感器以其方便快捷、灵敏度高、选择性好等优点,已然成为了各个学科中不可或缺的测试仪器。其广泛应用于食品工业、发酵工业、医学、环境监测等各个领域。在环境领域,生物传感器以又应用于水质、大气等介质中的各种污染物的检测,已经是日常监测中不可替代的分析仪器。本文对生物传感器在环境监测的应用进行综述。未来,生物传感器会越来越灵敏、越来越方便快捷,将会大大提高环境监测人员的工作效率。
关键词:生物传感器,污染物监测,环境监测。
1. 生物传感器简介: 生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转化为电信号进行监测的仪器。一般由需要以下几个部位组成:识别元件、理化换能器、信号放大器以及分析系统等。识别元件一般由固定化的生物敏感材料制成,这些材料可以是酶、抗体、抗原、细胞、核酸、组织、微生物等物质;适当的理化换能器,如氧电极、光敏管等可以制成换能器,这是将一些物质浓度转化为电信号的关键;而信号放大装置的作用就是将电信号放大,然后方便信号接收进而给分析系统进行分析。生物传感器是一种将信息学、生物芯片、计算机等学科融合交叉的科学产物,是科技发展的过程必不可少的先进的检测装置。从第一支生物酶传感器的研制后,生物传感器以其高选择性、体积小、方便携带、实时监测、环境污染小、高灵敏度和连续测定等优点,在生物科学、环境科学、食品科学等领域皆有十分广阔的探索价值和应用前景[1]。 生物传感器有许多种分类方式:根据生物活性物质的类别,生物传感器可以分为酶传感器、免疫传感器、DNA传感器、组织传感器和微生物传感器等;根据检测原理,生物传感器可分光学生物传感器、电化学生物传感器及压电生物传感器等;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2种;此外,还可根据所监测的物理量、化学量或生物量而命名为热传感器、光传感器、胰岛素传感器等[2]。
2. 生物传感器在环境领域的应用 传统的监测方法一般都是采用离线的检测方法,这些方法一般都不能在线分析,且操作复杂,仪器昂贵。所以随着检测要求的提高和科技的进步,生物传感器应运而生,尤其是该仪器能提供在线、快速的现场监测能力而发挥着重要的作用。一般,生物传感器能对以下指标进行测定: 2.1 水质监测 生化需氧量(BOD)作为衡量水体中能被生物所降解的有机物含量,在环境监测中起着关键的作用。BOD 的传统测定方法不仅耗时长、方法还比较复杂,操作比较繁琐,准确度还不能满足实际检测的要求,并且不能在线检测。而BOD传感器具有快速、灵敏、可在线监测的特点,能满足实际监测的要求。1977年Karube等人[3]首次将丝孢酵母菌固定在纤维素膜上,利用BOD传感器测定水中BOD以来,这个技术就开始了他的发展,并且十分迅速。现在,研究人员已经制成了可以对BOD在线监测的传感器,不仅方便携带,还能快速测定。 当然,生物传感器还广泛的用于水中酚、三氯乙烯、硝酸盐等污染物的测定。对三氯乙烯的测定一般采用固定在氯离子电极上的假单胞菌来实时监测水中的三氯乙烯,这种方法同样有着测定时间短、实时监测等优点。而在检测水中NO2-时,根据微生物所制成的传感器,能在3min的时间内完成监测,检测灵敏度在1μmol/L。 张慧珠[4]以水相中 2,4-二氯酚为目标污染物,采用装载有固定化漆酶的酶柱作为反应器的量热式生物传感器(ET)对其进行检测。分别考察了可控多孔玻璃珠(CPG)、介孔分子筛 SBA-15和硅胶作为漆酶固定化载体的检测效果,结果表明CPG 为三者之中效果最好的酶固定化载体;色谱测定得到的结果与ET所得结果基本一致,量热式生物传感器可较好的用于水中 2,4-二氯酚的检测。 硝酸根离子是主要的水污染物之一,如果添加到食品中,对人体的健康极其有害。一种整体化酶功能场效应管装置检测硝酸根离子的方法。该装置对硝酸根离子的检测极限为7x10的负5次方mol,响应时间不到50s,系统操作时间约为85s。 苯酚是一种重要的环境污染物质。在习霞等人的研究[5]中,他们用壳聚糖/SiO2杂化膜对络氨酸酶进行固定,从而制备一种苯酚传感器,研究该传感器对苯酚的响应,并针对pH进行优化。结果表明该仪器对苯酚的检出限为4.0×10-9mol/L。使用3周后仍有75%的活性。8次测样的标准偏差为3.2%。表明该团
队制作的酶传感器完全可以用于测定实际水样中的苯酚。 2.2 大气监测 生物传感器同样可以用来监测大气中的一些气体污染物,像CO2, NOx, NH3
及CH4等等气体的监测都有研究。用地衣组织研制了一种传感器,有望针对大
气、水和油等物质中苯的浓度进行实时监测。而用多孔渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组成的微生物传感器,可测定样品中亚硝酸盐的含量,以此推知空气中NOx的含量,其检测极限可以达到为1 ×10 -8 mol/L。
二氧化硫(S02)是酸雨酸雾形成的主要原因,传统的检测方法很复杂。而针
对二氧化硫设计的传感器则是将亚细胞类脂类(含亚硫酸盐氧化酶的肝微粒体)固定在醋酸纤维膜上,和氧电极制成安培型生物传感器,对S02形成的酸雨酸雾样品溶液进行检测,10min可以得到稳定的测试结果。 2.3 垃圾渗滤液毒性监测 王学江[6]基于CellSense生物传感器对垃圾渗滤液毒性进行了监测。这种传感器的工作原理是固定在传感器工作电极表面微生物额呼吸作用产生的电子通过电子氧化还原作用实现在微生物细胞额电机表面的传递。从而形成电流。当毒性污染物存在时,微生物呼吸作用受到抑制,从而引起电流的变化,故可以根据电流的变化来反应毒性的大小。其制备的E.coli型传感器能有效地反应水质的综合毒性变化。 2.4 有机农药的监测 在高慧丽等人的研究[7]中,他们的研究团队用溶胶-凝胶法固定乙酰胆碱脂酶生物传感器。这种传感器的原理主要是利用乙酰胆碱酯酶能选择性的催化底物,且这种催化的活性能被有机磷农药所抑制。故而这种传感器能有效的测定有机磷农药的含量。这种方法会受到pH等因素的影响。 出于同样的目的,孙春燕等人的研究[8]用AuNPs/Sol-gel复合膜固定乙酰胆碱酯酶来制备生物传感器用于有机磷农药的测定。可以看出,这种方法与高慧丽等人的研究主要差别在固定乙酰胆碱酯酶方法。这种方法的检测检出限为0.02μg/ml。 可见,生物传感器在环境中的应用十分广阔,众多的研究人员正为研制更高灵敏度、更好准确度、更快捷便利的生物传感器做贡献。
3. 总结 在未来的发展中,由于检测要求的越来越严格,以及新型毒性物质的增加,对生物传感器的要求也会越来越严格。生物传感器的研究工作会围绕选择活性、选择性、使用寿命、稳定性、便携等方向发展。总体来说,会按以下几种方向发展。 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、发酵工业等各个领域;小型化:随着微电子机械系统技术和纳米技术不断深入到传感技术领域,生物传感器将趋于微型化,各种便携式生物传感器的出现使人们可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:未来的生物传感器与计算机结合更紧密,实现检测的自动化系统,随着芯片技术越来越多地进入生物传感器领域,以芯片化为结构特征的生物芯片系统将实现检测过程的集成化、一体化;低成本、高灵敏度 、高稳定性和高寿命 :生物传感器技术的不断进步,必然要求不断降低产品成本,提高灵敏度、稳定性和延长寿命。这些特性的改善也会加速生物传感器市场化、商品化的进程;生物传感器将不断与其他分析技术联用,如:流动注射技术、色谱等,互相取长补短。 未来的传感器研究与应用会更加的丰富。生物传感器会给人们的生活带来巨大的变化,具有十分广阔的应用前景和研究价值。
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