环境监测新技术生物传感器研究.pdf

中国可持续发展研究会20G6学术年会 第3专腰：可持续发展的技术创新与科技应用 环境监测新技术一生物传感器。 张志强夏四清王学江陈玲 (同济大学环境科学与工程学院，上海200092) 摘要生物传感器是将生物感应元件与能够产生和待刹物浓度成比例的信号传导器结台起来的一类特殊的分析装置．具有体积小、 成本低、选择性好、灵敏廑高、响应快等优势，能在复杂的体系中进行快速在线诖续监测。本文综进了生物传感器的特点、研究进赓及 其在环境啦测中的应用，并展望了其发展趋势。 美键词生物传盛器；环境监测；接受器；按能器 一个典型的生物传感器应当由生物分予识别和信息 1前言 转换部件组合构成。如图1所示。 环境监测是环境科学的一个重要分支，其目的是及 时、准确、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管 酶 电橙 理、污染源控制、环境规划和环境评价等提供科学依据。 热一电 涮 微生物 量 传统的环境监测方法通常采用离线分析方法，其缺点是： 光一电 或 细胞或 分析速度慢，操作复杂，所需仪器昂贵，且不适宜进行现场 组织 豪压一电 控 出 快速监测和连续在线分析。随着环境污染问题日益严重， 抗原或 F前问 制 执体 装 建立和发展连续、在线、快速的现场监测体系尤其重要。 o鞣◇ 值电位 置 生物传感器正是最有希望解决这一类问题的仪器_lj。 生物传感器是将生物感应元件与能够产生和待测物 L．．．．．．．．．．。．．．．．．．．‘ 识别部件 转换部件 浓度成比例的信号传导器结合起来的一种分析装置，是一 、-—————、，—————一／ 生掳传感器 类特殊的化学传感器。它以对被测目标具有高度选择性 的生物活性单元(如酶、微生物、动植物组织切片、抗原和 |堇|1生物传感器结构框幽 抗体、核酸等)作为生物敏感基元，通过各种物理、化学型 信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应，然后将生 2生物传感器的研究进展 物敏感元件发生的特异性反应及信号经由物理元件—— 生物传感器的研究始于20世纪印年代。1962年，克 换能器，转变为光、电、声等易检测信号，从而得出被测物 拉克等人报道了用葡萄糖氧化酶与氧电极组合检测葡萄 的浓度【2]。与传统的分析方法相比，生物传感器这种新的 糖的结果。可认为是最早提出了生物传感器(酶传感器)的 检测手段具有如下优点：(1)生物传感器是由选择性好的 原理【“。1967年，u砌ke等人实现了酶的固定化技术。研 生物材料构成的分子识别元件，因此一般不需要样品的预 制成功酶电极，这被认为是世界上第一个生物传感器。此 处理，样品中的被测组分的分离和检测同时完成，且测定