生物传感器的原理与应用
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摘 要：现阶段，生物传感器的敏感元件是生物活性单元， 借助相应的物理转换装置以及化学转换装置可以对所规定的被分析物实施检测与分析，由于其具有相对较高的灵敏度、检测速度以及相对较低的成本，故可以实施连续性的动态化监测。该文首先描述生物传感器工作原理、结构、特点和分类等，然后描述生物传感器在食品工业、环境监测和医学等领域中的应用现状。
关键词：生物传感器 原理 应用
中图分类号：R318 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（a）-0023-02
自1967年世界上第一支酶电极问世以来，生物传感器技术作为融合了生物、化学、物理、医学、电子技术和控制技术等的新技术，在过去40多年里，得到了充分的发展和广泛的应用，目前，生物传感器的选择性高、灵敏度高和可连续测定等，成为医学行业、生物工程、食品工业和环境污染物检测等诸多行业重要的检测和监控设备。
1 生物传感器原理
生物传感器是一种以生物活性物质如酶、蛋白质、微生物、DNA及生物膜等作为敏感元件与适当的物理或化学转换器有机结合而组成的分析检测装置。
其工作原理[1]如下：待测物质经扩散作用进入分子识别元件（生物活性材料） ，经分子识别作用与分子识别元件特异性结合，发生生物化学反应， 产生的生物学信息通过相应的信号转换元件转换为可以定量处理的光信号或电信号，再经电子测量仪的放大、处理和输出，即实现分析检测的目标。
如图1所示，生物物传感器具有接受器与转换器的功能，由分子识别元件、转换器和信号放大装置组成。其中分子识别元件即固定化的生物敏感材料或者生物敏感膜，主要包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸和高分子聚合物等；转换器的作用在于将各种生物的、化学的和物理的信息转换成电信号。微电子学和传感器技术的不断发展为检测生物学反应过程产生的信息提供了丰富的手段，常见的转换器有氧电极、光敏管、场效应管和压电晶体等。
生物传感器存在多种分类方式。（1）是按照生物活性物质实施分类，主要可以划分成酶传感器、微生物传感器、组织传感器、免疫传感器、细胞传感器以及DNA传感器等；（2）是按照具体检测原理进行划分，可以划分成光学生物传感器、...
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