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1、第2章 生物传感器基本概念,本章主要内容 1、生物传感器定义、结构 2、生物传感器的原理 3、生物传感器的分类 4、生物传感器的优点,2.1 生物传感器定义、结构,生物传感器定义 生物传感器(biosensor)是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理换能器有机结合的器械或装置 , 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,生物传感器的结构(组成) 根据定义 , 包括两部分: 1、生物活性材料(也叫生物敏感膜、分子识别元件) 。
2、物理换能器(也叫传感器,2.1 生物传感器定义、结构,表2-1 生物传感器的生物敏感膜(分子识别 。
2、元件,生物敏感膜(biosensitive membrane) 又称为分子识别元件(molecular recognition element)是生物传感器的关键元件(表2-1) , 直接决定传感器的功能与质量 。
依生物敏感膜所选用材料不同 , 其组成可以是酶、DNA、免疫物质、全细胞、组织、细胞器或它们的组合 , 近年还引入了高分子聚合物模拟酶 , 使分子识别元件的概念进一步延伸,2.1 生物传感器定义、结构,换能器(transducer) 又称为传感器(sensor),其作用是将各种生物的、化学的和物理的信息转变成电信号 。
生物反应过程产生的信息是多元化的 , 微电子和传感技术的现代成果为检测这些信息提供了丰富的 。
3、手段 , 使得研究者在设计生物传感器时对换能器的选择有足够的回旋余地 。
设计的成功与否主要取决于设计方案的科学性和经济性 , 可供制作生物传感器的基本换能器如下表(2-2,表2-2 生物学反应信息和换能器的选择,2.2 生物传感器的原理,待测物质经扩散作用进入生物活性材料 , 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信号 , 再经二次仪表放大并输出 , 便可知道待测物浓度 。
图示生物传感器原理,电信号,待检测物,生物敏感膜,物理变化,此界面发生生物学反应(分子识别过程,此界面发生能量转换(转换成电信号,此处发生信号转换(模拟信号转换成数字信号,换 能 器,计 算 机 。
4、,2.3 生物传感器的分类,生物传感器的类型和命名方法比较多而且不尽统一 , 主要有两种分类法 。
按分子识别元件分类和按换能器类型分类,2.4 生物传感器的优点,1) 可重复使用 采用固定化生物活性物质作催化剂 , 价格昂贵的试剂可以重复多次使用 , 克服了过去酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点 。
(2) 专一性强(选择性高、特异性强) 如:酶只对特定的底物起反应 , 而且不受颜色、浊度的影响 。
(3) 分析速度快 可以在几分钟得到结果 。
(4) 准确度高 一般相对误差可以达到1 (5) 操作系统比较简单, 容易实现自动分析 (6) 成本低 在连续使用时 , 每例测定仅需要几分钱人民币,阅读材料,中国生物 。
5、传感器技术发展的过程、现状 中国生物传感器研究始于20世纪八十年代初 , 从事生物传感器研究的科研机构有中国科学院微生物所、中国科学院上海生化所、清华大学、中国科学院武汉病毒所、中国科学院长春应化所和湖南大学等单位 。
直至今日 , 这些单位仍在生物传感器领域进行着创新研究和开发 。
最早展开生物传感器的研讨活动是1986年由中国微生物协会酶工程专业技术委员会组织的第一届工业生化及酶工程全国学术会议 。
中国酶工程专业技术委员对这一领域的国内外学术交流起到很好的作用 , 其活动包括定期召开的全国性酶工程学术会议和每隔二年一次的中日酶工程学术会议 , 其中生物传感器都是重要的研讨议题,我国生物传感器领域的主要研究机构, 。
6、20世纪九十年代至今我国生物传感器研究队伍逐渐扩大 , 其标志之一是近10年来在中国国内期刊上发表的以生物传感器为关键词的论文总数达到650篇 , 其中2003年的论文数量比1994年增加了约一倍 。
近十年的该领域专家的研究背景也从生物学扩大到化学和电子学 。
表明了生物传感器领域学科相互交叉的趋势,近十年来在中国期刊发表的生物传感器论文,本章思考题,生物传感器的结构组成 生物传感器的优点,第3章 生物传感检测的生物学理论分子识别及生物反应基础,本章主要内容 酶及酶反应 微生物反应 免疫反应 核酸及核酸反应 生物学反应中的物理量变化,概述,生物传感器的分子识别元件又叫敏感元件 , 主要指来源于生物体的生物活性物 。
7、质 , 包括酶、抗原、抗体和各种功能蛋白质、核酸、微生物细胞、细胞器、动植物组织等 。
来源:(未知)
【学习资料】网址:/a/2021/0125/0021168878.html
标题:生物|生物传感检测原理类型