生物传感器的前景：生物传感器的前景与展望

概述
　　近年来，随着生物科学、信息科学和材料科学发展成果的推动，生物传感器技术飞速发展。但是，目前，生物传感器的广泛应用仍面临着一些困难，今后一段时间里，生物传感器的研究工作将主要围绕选择活性强、选择性高的生物传感元件；提高信号检测器的使用寿命；提高信号转换器的使用寿命；生物响应的稳定性和生物传感器的微型化、便携式等问题。可以预见，未来的生物传感器将具有以下特点。
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、发酵工业的各个领域。目前，生物传感器研究中的重要内容之一就是研究能代替生物视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉等感觉器官的生物传感器，这就是仿生传感器，也称为以生物系统为模型的生物传感器。
微型化
　　随着微加工技术和纳米技术的进步，生物传感器将不断的微型化，各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断，在市场上直接检测食品成为可能。
智能化集成化
　　未来的生物传感器必定与计算机紧密结合，自动采集数据、处理数据，更科学、更准确地提供结果，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化系统。同时，芯片技术将愈加进入传感器，实现检测系统的集成化、一体化。
低成本高灵敏度高稳定性高寿命
　　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。在不久的将来，生物传感器会给人们的生活带来巨大的变化，它具有广阔的应用前景，必将在市场上大放异彩。
生物传感器实用性
　　是生物体成分（酶、抗原、抗体、激素、DNA) 或生物体本身（细胞、细胞器、组织），它们能特异地识别各种被测物质并与之反应；后者主要有电化学电极、离子敏场效应晶体管（ ISFET ) 、热敏电阻器、光电管、光纤、压电晶体（PZ) 等，其功能为将敏感元件感知的生物化学信号转变为可测量的电信号。
　　生物传感器按所用分子识别元件的不同，可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等；按信号转换元件的不同，可分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等；按对输出电信号的不同测量方式，又可分为电位型生物传感器、电流型生物传感器和伏安型生物传感器。微生物传感器是生物传感器的一个重要分支。1975 年Divies 制成了第一支微生物传感器，由此开辟了生物传感器发展的又一新领域。
　　在不损坏微生物机能情况下，可将微生物固定在载体上制作出微生物传感器。微生物传感器与酶传感器相比，它有以下特点：
　　⑴ 微生物的菌株比分离提纯酶的价格低得多，因而制成的传感器便于推广普及；
　　⑵ 微生物细胞内的酶在适当环境下活性不易降低，因此微生物传感器的寿命更长；
　　⑶ 即使微生物体内的酶的催化活性已经丧失，也可以因细胞的增殖使之再生；
　　⑷ 对于需要辅助因子的复杂的连续反应，用微生物则更易于完成
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生物传感器的前景：生物传感器的发展前景

概述
随着生物科学、信息科学和材料科学发展成果的推动，生物传感器技术飞速发展。但是，目前，生物传感器的广泛应用仍面临着一些困难，今后一段时间里，生物传感器的研究工作将主要围绕选择活性强、选择性高的生物传感元件；提高信号检测器的使用寿命；提高信号转换器的使用寿命；生物响应的稳定性和生物传感器的微型化、便携式等问题。可以预见，未来的生物传感器将具有以下特点。
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、发酵工业的各个领域。生物传感器研究中的重要内容之一就是研究能代替生物视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉等感觉器官的生物传感器，这就是仿生传感器，也称为以生物系统为模型的生物传感器。
微型化
随着微加工技术和纳米技术的进步，生物传感器将不断的微型化，各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断，在市场上直接检测食品成为可能。
智能化集成化
未来的生物传感器必定与计算机紧密结合，自动采集数据、处理数据，更科学、更准确地提供结果，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化系统。同时，芯片技术将愈加进入传感器，实现检测系统的集成化、一体化。
低成本高灵敏度高稳定性高寿命
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。在不久的将来，生物传感器会给人们的生活带来巨大的变化，它具有广阔的应用前景，必将在市场上大放异彩。
生物传感器实用性
是生物体成分（酶、抗原、抗体、激素、DNA) 或生物体本身（细胞、细胞器、组织），它们能特异地识别各种被测物质并与之反应；后者主要有电化学电极、离子敏场效应晶体管（ ISFET ) 、热敏电阻器、光电管、光纤、压电晶体（PZ) 等，其功能为将敏感元件感知的生物化学信号转变为可测量的电信号。
生物传感器按所用分子识别元件的不同，可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等；按信号转换元件的不同，可分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等；按对输出电信号的不同测量方式，又可分为电位型生物传感器、电流型生物传感器和伏安型生物传感器。微生物传感器是生物传感器的一个重要分支。1975 年Divies 制成了第一支微生物传感器，由此开辟了生物传感器发展的又一新领域。
在不损坏微生物机能情况下，可将微生物固定在载体上制作出微生物传感器。微生物传感器与酶传感器相比，它有以下特点：
⑴ 微生物的菌株比分离提纯酶的价格低得多，因而制成的传感器便于推广普及；
⑵ 微生物细胞内的酶在适当环境下活性不易降低，因此微生物传感器的寿命更长；
⑶ 即使微生物体内的酶的催化活性已经丧失，也可以因细胞的增殖使之再生；
⑷ 对于需要辅助因子的复杂的连续反应，用微生物则更易于完成

生物传感器的前景：生物传感器的应用现状及发展前景.pptx

生物传感器的应用现状及发展前景
摘要：信息时代到来后，获取准确可靠的信息对现代化生产有着重大作用，而传感器是获取自 然和生产领域中信息的主要途径与手段。其中生物传感器早已渗透到国民经济的各个部门如食品、 制药、化工、医学、环境监测等方面。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、 适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。生物传感器的研究 开发，已成为世界科技发展的新热点。相信不久的将来，生物传感器技术将会出现一个飞跃，达到 与其重要地位相称的新水平。
关键词：生物传感器、应用、前景
一、传感器概述
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规 律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、 记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。国家标准 GB7665-87
对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成 可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
随着新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解 决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与 手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程 中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可 以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
传感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊 断、生物工程、甚至文物保护等各个领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚 的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感 器。
由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。 世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃， 达到与其重要地位相称的新水平。
传感器的特点主要有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不 仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为 21 世纪新 的经济增长点。
常见传感器有电阻式传感器、激光传感器、温度传感器、光敏传感器、生物传感器、 压力传感器、超声波测距离传感器、盐浓度传感器以及电导传感器等。
二、生物传感器概述
生物传感器是用生物活性材料（酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原等）与物理化学换 能器有机结合的一门交叉学科，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。
1967 年 S.J.乌普迪克等制出了第一个生物传感器--葡萄糖传感器。将葡萄糖氧化酶 包含在聚丙烯酰胺胶体中加以固化，再将此胶体膜固定在隔膜氧电极的尖端上，便制成 了这种葡萄糖传感器。
生物传感器的分类：
⑴按照感受器生命物质分类，可分为：微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、;细胞传感器、酶传感器、DNA 传感器等等。
⑵按照传感器检测原理分类，可分为：热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压 电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传 感器等。
⑶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两种。 生物传感器的特点：
⑴采用固定化生物活性物质作催化剂，试剂可以重复使用，克服了过去酶法分析试 剂费用高和步骤繁琐复杂的缺点。
⑵专一性强，只对特定的底物起反应，而且不受颜色、浊度的影响。
⑶分析速度快，可以在一分钟得到结果。
⑷准确度高，一般相对误差可以达到 1%。
⑸操作系统比较简单，容易实现自动分析。
⑹成本低，在连续使用时，每例测定仅需要几分钱人民币。
⑺有的生物传感器能够可靠地指示微生物培养系统内的供氧状况和副产物的产生。 在生产控制中能得到许多复杂的物理化学传感器综合作用才能获得的信息。同时它们还 指明了增加产物得率的方向。
改进方向：
尽管生物传感器技术己经有了 50 多年的发展历史，但离大规模的产业化仍然有一 些问题需要进一步的研究，至少应从以下几个方面来改善它的性能：
稳定性：传感器表面固定化的生物材料易失活，重现性差。因此，在设计时一方 面要高要求的选择生物敏感元件，另外，要采用对生物活性单元有稳定作用的介质克服 生物材料的易变性，因此生物材料在传感器表面的固定化技术一直是研究的重点。
选择性：一是要降低生物活性单元与信号转换器之间的联系以减少干扰，二是要 改善新的活性单元以增加其对目标分子的亲和力，从而提高生物传感器的选择性；
再生性：虽有一些研究表明在实验室可以通过一些方法对传感器进行表面的处 理，但在实际的在线检测中还需要进一步的研究；4)经济性：生物传感

生物传感器的前景：生物传感器的应用现状及发展前景

关键词
：生物传感器、应用、前景

一、传感器概述

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规
律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，
以满足信息的传输、
处理、
存储、
显示、
记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
GB7665-87
对传感器下
的定义是：
“能感受规定的被测量件并按照一定的规律
(
法则
)
转换成可用信号的器件或
装置，通常由和转换元件组成”。

随着的到来，世界开始进入。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确
可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，
要用各种传感器来监视和控制生产过程
中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可
以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

传感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊
断、生物工程、甚至文物保护等各个领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚
的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感
器。

由此可见，在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国
都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与
其重要地位相称的新水平。

传感器的特点主要有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不
仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为
21
世纪新
的经济增长点。

常见传感器有、、、、、、、以及等。
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二、生物传感器概述

生物传感器是用生物活性材料（酶、、、抗体、抗原等）与换能器有机结合的一门
交叉学科，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。

1967
年
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乌普迪克等制出了第一个生物传感器
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葡萄糖传感器。将包含在聚丙烯酰
胺胶体中加以固化，再将此胶体膜固定在隔膜氧电极的尖端上，便制成了这种葡萄糖传
感器。

生物传感器的分类
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⑴按照感受器生命物质分类，可分为：微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、
细胞传感器、、
DNA
传感器等等。