什么是生物传感器?

[拼音]：shengwu chuanganqi

[外文]：biosensor

利用生物的特异性反应把某种有机物的化学物质转化为可电测的量的传感器。它由分子识别器(即敏感膜)和信息转换器两部分组成(见图)。分子识别器是生物传感器的核心，它能识别被测对象，并与之发生一定的物理或化学变化。分子识别器由具有分子识别功能的物质（如酶、微生物、抗体、激素等）和一层极薄的膜（如高分子膜或陶瓷膜）构成。常用的信息转换器有离子选择电极、气敏电极、半导体离子敏感场效应晶体管(ISFET)等,它们能将分子识别器与被测对象发生的物理或化学变化转变成电信号。

生物传感器主要有酶传感器、微生物传感器和免疫传感器三类。

它由把酶固定在憎水性薄膜中所形成的生物功能膜（即分子识别器）与电极组成。酶是生物细胞内进行催化反应的蛋白质。把某种酶固定在膜中，在酶的作用下，就可检测物质发生的化学反应。反应的生成物或消耗物会引起电化学现象，通过电极将这种现象转换成电信号检出，从而测定有机物含量。例如把葡萄糖氧化酶固定在聚丙烯酰胺胶体中，就可构成对葡萄糖有敏感反应的生物功能膜，这种膜使葡萄糖进行一种特异性氧化反应，从反应生成物的多少即可确定葡萄糖的含量。不同的反应对应于不同的酶，而每种酶只对应一种反应，因此这种膜有很强的选择性。酶传感器多用于食品工业、制药工业、环境监测及临床检验等。

它是用微生物代替酶，直接把微生物固定在憎水膜中作为敏感膜，再加上电极组成的。微生物传感器的特点是寿命较长，成本较低，常用于发酵工业、环境监测和生物工程等。

它利用抗原抗体反应的特异性实现选择性识别作用。这种传感器是把抗原或抗体固定在憎水性薄膜中作为敏感膜，再加上电极组成的。主要用于医学领域中测定抗原的活度。

生物传感器是很有发展前途的新型传感器，微电子学与分子生物学的成功结合正促使它朝着小型、高灵敏、高功能、集成化方向发展。例如可将生物敏感膜覆盖在离子敏感场效应晶体管的栅极上制成集成生物传感器，它的优点是体积小，检测试样量很少，所产生的电信号容易存储和读出，并能制成多种形式和将若干种传感器组合在一个器件内。又如把光学技术与生物敏感膜结合起来可制成表面等离子体激光共振免疫传感器，它用光学技术测量抗原膜的增厚，并利用共振原理放大信号，其分辨率可达10微米。这些新型生物传感器除能用于医学测试、环境监测、食品、医药工业之外，在生物工程及生命科学研究等方面也有广阔的应用前景。