生物传感器(共66张课件).pptx

生物传感器;1生物传感器的基本概念;1.1生物传感器工作原理;;1.1.1将化学变化转变成电信号;1.1.2将热变化转换成电信号;1.1.3将光信号转变为电信号;上述三原理的生物传感器共同点：

都是将分子识别元件中的生物敏感物质与待测物发生化学反应,将反应后所产生的化学或物理变化再通过信号转换器转变为电信号进行测量,这种方式统称为间接测量方式.;1.1.4直接产生电信号方式;1.2生物传感器发展历程;20世纪70年代中期后,生物传感器技术的成功主要集中在对生物活性物质的探索、活性物质的固定化技术、生物电信息的转换以及生物传感器等研究,并获得了较快的进展,如Divies首先提出用固定化细胞与氧电极配合,组成对醇类进行检测所谓“微生物电极”。

1977年,钤木周一等发表了关于对生化需氧量(BOD)进行快速测定的微生物传感器的报告,并在微生物传感器对发酵过程的控制等方面,作了详细报导,正式提出了对生物传感器的命名。;1.3生物传感器分类;上述三原理的生物传感器共同点：

酶传感器为例,酶催化特定底物发生反应,从而使特定生成物的量有所增减.

可用作生物传感器的信号转换器的电化学电极，一般可以分为两种类型。

(2)一般不需进行样品的预处理,它利用本身具备的优异选择性把样品中被测组分的分离和检测统一为一体，测定时一般不需另加其他试剂,使测定过程简便迅速,容易实现自动分析

如烟碱乙酰胆碱受体生物传感器和某种麻醉剂受体生物传感器能在10s内侦检出10-9浓度级的生化战剂，包括委内瑞拉马脑炎病毒、黄热病毒、炭疽杆菌、流感病毒等。

除人类有5种免疫球蛋白外，大多数哺乳动物只有IgG，IgA,IgM和IgE四种免疫球蛋白．

上面介绍的各种名称都是类别的名称，每一类又都包含许多种具体的生物传感器

(2)一般不需进行样品的预处理,它利用本身具备的优异选择性把样品中被测组分的分离和检测统一为一体，测定时一般不需另加其他试剂,使测定过程简便迅速,容易实现自动分析

3-透气健,4-垫圈

就是葡萄糖电极也并非只有一种，有用pH电极或碘离子电极作为转换器的电位型葡萄糖电极，有用氧电极或过氧化氢电极作为转换器的电流型葡萄糖电极等．实际上还可再细分。

借助于这一技术动态观察抗原、抗体之间结合与解离的平衡关系，可较为准确地测定抗体的亲和力及识别抗原表位，帮助人们了解单克隆抗体特性，有目的地筛选各种具有最佳应用潜力的单克隆抗体。

3根据生物传感器中生物分子识别元件上的敏感材料可分为酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、基因传感器、细胞及细胞器传感器。

（1）电极的输出直接和被测物的浓度呈线性关系，不像电位型电极那样和被测物浓度的对数呈线性关系．

例如,脲在尿素酶催化下发生反应

此法是酶分子通过极性键、氢键、疏水力或π电子相互作用等吸附于不溶性载体上．;代谢型传感器

底物（被测物）与分子识别元件上的敏感物质相作用并生成产物，信号转换器将底物的消耗或产物的增加转变为输出信号，这类传感器称为代谢型传感器，其反应形式可表示为

S（底物）＋R（受体）=SR→P（生成物）;;上面介绍的各种名称都是类别的名称，每一类又都包含许多种具体的生物传感器

例如，仅酶电极一类，根据所用酶的不同就有几十种，如葡萄糖电极、尿素电极、尿酸电极、胆固醇电极、乳酸电极、丙酮酸电极等等．

就是葡萄糖电极也并非只有一种，有用pH电极或碘离子电极作为转换器的电位型葡萄糖电极，有用氧电极或过氧化氢电极作为转换器的电流型葡萄糖电极等．实际上还可再细分。

;1.4生物传感器组成部分;1.5生物传感器优点;(4)通常其敏感材料是固定化生物元件,可反复多次使用

(5)准确度高,一般相对误差可达到1%以内

(6)可进行活体分析

(7)传感器连同测定仪的成本远低于大型的分析仪,因而便于推广普及

(8)有的微生物传感器能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，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;2生物传感器的信号转换器;电位型电极;;电流型电极;氧电极;离子敏场效应晶体管;离子敏场效应晶体管，即ISFET，它与常用的绝缘栅型场效应晶体管构造相同．不过在输入栅极做了一些改进，以能与特定的化学物质反应，产生电位的敏感膜取代金属极．让敏感膜直接与溶液接触，由于敏感膜对溶液中的离子有选择作用，从而调制ISFET的漏电流变化，利用这个特性就能检测一溶液中的离子活度．;Ion-sensitivefield-effecttransistor(ISFET)

Metal-oxide(MOFET);3敏感器件（