生物感测器.ppt

生物感測器 農機一 陳昭宇 生物感測器 所謂生物型感測器（Biosensor）是指利用生物感測元件（如酵素、抗體….等）來將系統中的化學物質（如葡萄糖、血漿濃度、鉀離子濃度、膽固醇…）改變量，轉換成電子訊號或光學訊號的一種可測定微量成份的分析裝置 乃為一種集合 生化 ,物理,材料科學,電子資訊 , 機械工程等整合性的高科技產品 生物感測器的類型 由信號產生方式的不同，可以將生物感測器區分成兩種主要類型： 生物親和性感測器 生物催化型感應器 由選用換能器的不同，生物感測器設計時可以細分成下列數項 電化學生物感測器 半導體離子感測器 光纖生物感測器 壓電晶體生物感測器 生物感測器的主要組成元件 生物感測器產業 由於成功的整合生物技術和電子資訊等技術 使得開發具有生機 由於生物感測器直接使用生物分子當做分子識別元件 挾其優異的專一性 結合高感度的物理換能器 生物分子的多樣性 更能滿足極為寬廣的測試項目 具備絕佳的優勢和潛力 將帶動下一世紀的生物技術進入明日世界 生物感測器產品之應用範圍 研發現況 一.生物感測器產品技術開發 自動化多頻道親和性壓電晶體生物感測器 可偵測溶液中所含之特定生化或化學物質其靈敏度可達10-12克/毫升的水準 一次循環僅需30分鐘 二.生物感測針之製備技術 在生物分子辨認元件開發方面均已累積技術經驗和能力 生物感測器所需探針依所欲偵測的物質不同而有不同之製造方法 高精密度金電極壓電晶體探針 本生物感測探針產品所用偵測系統為使用壓電晶體微質量平衡特性 將生物識別分子架接在壓電晶體金電極上 當與反應系統發生分子交互作用時 立即經由電極面質量或黏度變化產生晶體共振頻率改變 藉測量頻率變化來獲知生物分子間交互作用情形 呼氣輔助診斷感測探針開發可偵測甲基銨類化合物 廢氣污染感測探針開發可偵測芳香族碳氫化合物 生物感測器技術現況與趨勢 第一代生物感測器於1979年由YSI公司開發成功並投入醫檢市場 最早的商品為血糖測試用酵素電極 目前以酵素電極技術商品化成功之Medisense葡萄糖測試儀佔最大銷售值 第二代生物感測器定義為使用抗體或受體蛋白質當分子識別元件 而換能器的選用朝向更多樣化 如場效半導體(FET) 光纖 壓電晶體(PZ) 表面生波器(SAW) 表面薄膜共振技術 表面薄膜共振(SPR)係一種光學現象。當光束於玻璃介質內傳導時，於光路徑上遇金屬薄層界面交接處產生內全反射(total internal reflection)時所伴隨的光學物理現象 SPR技術可以用來定量靠近感測電極表面之待測物濃度 此為利用光電技術之產品 近來在市場上有顯著成長 利用此一光學特性開發出可於10-6g/ml到10-11g/ml之低濃度下進行生物分子間交互作用之即時偵測生物感測器 生物感測器未來適宜發展之產品和技術項目 生物感測器之產品和技術 壓電晶體免疫生物感測器 嗅覺生物感測器 光纖生物感測器 攜帶式小型壓電晶體生物感測器(適合現場或野外測試目地) 生物感測探針之產品和技術 研發級生物感測探針 藥物濫用篩檢免疫探針 呼氣輔助診斷感測探針 食品用生物感測探針 環境保護用生物感測探針 生物感測器之相關產品 泰勝科技公司所開發完之電子鼻、生化探索家、電化學石英微天平 膜厚計等即利用QCM(Quartz Crystal Microbalance)技術以壓電晶體(PZ)為感測元件 壓電晶體生物免疫感測器 將壓電晶體感測器結合免疫反應, 利用 polythyleneimine及 glutaraldehyde 固定抗體或抗原於壓電晶體上 其具有高靈敏性, 高選擇性, 即時分析, 成本低及快速的優點。 在臨床檢驗上, 極需利用這樣的特性以加速檢體的測試, 而給醫師一個迅速確實的結果報告, 達到患者病情治療的效果。 生化探索家 Bio-E2001 生化探索家 Bio-E2001 生化探索家Bio-E 是一種應用於生物學及生命科學研究之液相生化感測器，可即時偵測生物分子之作用力之情形，如微量分子濃度測定、生物分子作用力及動力學研究、藥物快速篩選、基因探針及抗原決定基圖鑑( Epitope Mapping ) Bio-E主體 Chip安裝 試劑及Chip 電子鼻 人工電子鼻是一種可現場即時檢測器，並利用類神經網路加以辨識、分析與記憶之氣味感測分析儀，可應用於環境科學及食品工業研究 如環境污染及毒物偵測、畜牧業臭味的監測、酒類及飲料品評鑑定及石化、化工、電子、半導體業臭味強度之測定。 電化學石英振盪微天平 (EQCM) 電化學石英振盪微量天平可應用於下列研究： 薄膜吸附程序研究。 聚合物沉積程序。 腐蝕程序分析。 相變化之