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1、生物传感器第1页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 生物传感器一般是在基础传感器上再耦合一个生物敏感膜，也就是说生物传感器是半导体技术与生物工程技术的结合，是一种新型的器件。生物敏感物质附着于膜上或包含于膜之中，溶液中被测定的物质，经扩散作用进入生物敏感膜层，经分子识别，发生生物学反应，其所产生的信息可通过相应的化学或物理换能器转变成可定量和可显示的电信号，就可知道被测物质的浓度。通过不同的感受器与换能器的组合可以开发出多种生物传感器。第2页，本讲稿共11页8.3 生物传感器2.分子识别功能及信号转换（1）化学变化转换为电信号方式（2）热变化转换为电信号形式（3）光变化转换为电信号方式（4）直
2、接诱导式电信号方式 第3页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 3.生物物质的固定化技术 （1）化学固定法 化学固定法是在感受体与载体之间，或感受体相互之间至少形成一个共价键，能将感受体的活性高度稳定的固定。（2）物理固定法 物理固定法是感受体与载体之间、或感受体相互之间，根据物理作用即吸附或包裹进行固定。第4页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 8.3.2 生物传感器的工作原理及结构 1.酶传感器 酶传感器的基本原理是用电化学装置检测酶在催化反应中生成或消耗的物资（电极活性物质），将其变换成电信号输出。信号变换通常有两种，即电位法与电流法 第5页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 电位法是通过
3、不同离子生成在不同感受体上，从测得的膜电位去计算与酶反应的有关的各种离子的浓度。一般采用HN4+电极（NH3电极）、H+电极、CO2电极等。电流法是从与酶反应有关的物质的电极反应，得到电流值来计算被测物质的方法。其电化学装置采用的电极是O2电极、燃料电池型电极和H2O2电极等。第6页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 2.微生物传感器图8.9 微生物传感器基本结构 第7页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 3.免疫传感器图8.10 免疫传感器结构原理 第8页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 4.光电生物传感器 光电生物传感器的工作原理是基于测量生物反应中由于生物发光或化学发光所产生的光。第9页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 5.半导体生物传感器 图8.11 酶光敏二极管 6.多功能生物传感器第10页，本讲稿共11页8.3 生物传感器 8.3.3 未来生物传感器几大特点 近年来，随着生物科学、信息科学和材料科学的发展，生物传感器技术飞速发展。可以预见，未来的生物传感器将具有以下特点。(1)功能多样化。(2)微型化。(3)智能化与集成化。(4)低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命。第11页，本讲稿共11页