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生物传感器的三种分类

来源 : www.biosensor1.org   发布时间 : 2015-05-24

生物传感器运用范围越来越广泛,不仅广泛用于传统医学领域,现在逐渐增加在了空间生命科学、食品工业、环境监测和军事等领域。生物传感器在各行各业的增加,将会给人类带来更多的方便,生物传感器通常分为三种,生物传感器免疫传感器DNA传感器。

1.酶生物传感器 

酶传感器是生物传感器的一种,是利用生化反应所产生的或消耗的物质的量,通过电装置转换成电信号,进而选择性地测定出某种成分的器件。酶生物传感器应用于检测血糖含量,检测氨基酸含量,测定血脂,测定青霉素和浓度,测定尿素,测定血液中的酶含量 酶传感器中应用的新技术:纳米技术 
固定化酶时引入纳米颗粒能够增加酶的催化活性,提高电极的响应电流值。首先,纳米颗粒增强在载体表面上的固定作用;其次是定向作用,分子在定向之后,其功能会有所改善;第三,由于金、铂纳米颗粒具有良好的导电性和宏观隧道效应,可以作为固定化酶之间、固定化酶与电极之间有效的电子媒介体,从而使得氧化还原中心与铂电极间通过金属颗粒进行电子转移成为可能,酶与电极间可以近似看作是一种导线来联系的。这样就有效地提高了传感器的电流响应灵敏度。孟宪伟等首次研究了二氧化硅和金或铂组成的复合纳米颗粒对葡萄糖生物传感器电流响应的影响,其效果明显优于这=种纳米颗粒单独使用时对葡萄糖生物传感器的增强作用。其原因是纳米粒子具有吸附浓缩效应、吸附定向和量子尺寸颗粒效应,复合纳米颗粒比单独一种纳米颗粒更易于形成连续势场,降低电子在电极和固定化酶间的迁移阻力,提高电子迁移率,有效地加速了酶的再生过程,因此复合纳米颗粒可以显著增强传感器的电流响应。 

2.免疫传感器 

免疫传感器应用于检测食品中的毒素和细菌,检测DNA 光纤,检测残留的农药,毒品和滥用药物的检测。原理:一旦有病原体或者其他异种蛋白(抗原)侵入某种动物体内,体内即可产生能识别这些异物并把它们从体内排除的抗体。抗原和抗体结合即发生免疫反应,其特异性很高,即是具有极高的选择性和灵敏度。免疫传感器就是利用抗原(抗体)对抗体(抗原)的识别功能而研制成的生物传感器。使用光敏元件作为信息转换器,利用光学原理工作的光学免疫传感器,是免疫传感器家族的一个重要成员。光敏器件有光纤、波导材料、光栅等。生物识别分子被固化在传感器,通过与光学器件的光的相互作用,产生变化的光学信号,通过检测变化的光学信号来检测免疫反应。 

生物传感器

免疫传感器提高了灵敏度,降低了检测下限;减少分析时间;简化分析过程;设备小型化;测量过程自动化。光学免疫传感器可以高灵敏地检测免疫反应,并进行精细免疫分析。其中发展迅速的是光纤免疫传感器 ,它除了灵敏度高、尺寸小、制作使用方便以外,还在于检测中不受外界电磁场的干扰。 

3.DNA传感器 

DNA传感器以DNA为敏感元件,通过换能器将DNA与DNA、DNA与RNA与DNA与其它有机无机离子之间的作用的生物学信号转变为可检测的光、电、声波等物理信号。近年米,DNA传感器在基因诊断、环境监控、药物研究等领域的应用研究受到广泛重视。 
微生物对特定有机物的降解功能取决于其DNA 分子中具有的相应功能基因,如多环芳烃降解基因、氨单加氧酶基因、有机磷水解酶基因、酚类化合物降解基因、脱色相关基因等。研究环境微生物群落功能基因多样性分布与表达, 对了解微生物降解过程的本质具有重要意义,同时某些特殊的功能基因也能作为检测特定微生物的靶基因。目前基因传感器的研究主要是针对人体、动植物、土壤、水、食品等介质中病原菌、病毒和降解微生物的功能基因的检测研究。 

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