生物傳感器,是一種對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)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?shù)睦砘瘬Q能器及信號放大裝置構成的分析工具或系統(tǒng)。以下對生物傳感器發(fā)展現(xiàn)狀進行分析。
作為一門在生命科學和信息科學之間發(fā)展起來的一門交叉學科,生物傳感器在發(fā)酵工藝、環(huán)境監(jiān)測、食品工程、臨床醫(yī)學、軍事及軍事醫(yī)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并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(tǒng)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(yè)的應用
一、醫(yī)學檢驗
醫(yī)學檢驗是現(xiàn)代醫(yī)學的一個重要組成部分,傳統(tǒng)的檢驗方法操作過程繁瑣,周期長,不能夠滿足臨床醫(yī)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、谷氨酸以及很多致癌的物質(zhì),在民用中可以為疾病的預防和醫(yī)生的診斷提供依據(jù),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、艾滋病毒進行快速檢測,在各大醫(yī)院已經(jīng)普遍推廣和使用。由于可以快速測量出細菌和病毒,在軍事醫(yī)學領域也可以防御生化武器的侵襲。
二、 環(huán)境檢測
環(huán)保問題我是我國一個引起關注比較重要的領域,環(huán)境的保護涉及的方面很多,比如酸雨檢測、農(nóng)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,快速得到檢測結果并且能夠?qū)嵤┓烙透倪M的措施。
三、微生物細胞總數(shù)的測定
在發(fā)酵控制方面,一直需要直接測定細胞數(shù)目的簡單而連續(xù)的方法。人們發(fā)現(xiàn)在陽極表面,細菌可以直接被氧化并產(chǎn)生電流。這種電化學系統(tǒng)已應用于細胞數(shù)目的測定,其結果與傳統(tǒng)的菌斑計數(shù)法測細胞數(shù)是相同的[1]。
四、代謝試驗的鑒定
傳統(tǒng)的微生物代謝類型的鑒定都是根據(jù)微生物在某種培養(yǎng)基上的生長情況進行的。這些實驗方法需要較長的培養(yǎng)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征。這個系統(tǒng)已用于微生物的簡單鑒定、微生物培養(yǎng)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(zhì)估計、用于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(jīng)過40年的發(fā)展,目前已經(jīng)出現(xiàn)了各種類型的生物傳感器,但是由于生物活性物質(zhì)的不穩(wěn)定性等缺點,造成生物傳感器的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性還較差,目前進入應用階段的生物傳感器還不是很多,所以該技術尚處于起步階段。但是隨著生物學、微電子學等學科的飛速發(fā)展,生物傳感器也必然會得到極大的發(fā)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(wěn)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辟出一片新的天地,未來一定會有更大的影響力和社會滲透度并且在國民經(jīng)濟和社會發(fā)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(fā)展現(xiàn)狀了。
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本文來源:報告大廳
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