生物傳感器 （生物學技術(shù)）

生物傳感器由分子識別部分（敏感元件）和轉(zhuǎn)換部分（換能器）構(gòu)成：

• 以分子識別部分去識別被測目標，是可以引起某種物理變化或化學變化的主要功能元件。分子識別部分是生物傳感器選擇性測定的基礎(chǔ)。

• 把生物活性表達的信號轉(zhuǎn)換為電信號的物理或化學換能器（傳感器）

各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu)：包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達的信號轉(zhuǎn)換為電信號的物理或化學換能器（傳感器），二者組合在一起，用現(xiàn)代微電子和自動化儀表技術(shù)進行生物信號的再加工，構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。

生物傳感器實現(xiàn)以下三個功能：

• 感受：提取出動植物發(fā)揮感知作用的生物材料，包括：生物組織、微生物、細胞器、酶、抗體、抗原、核酸、DNA等。實現(xiàn)生物材料或類生物材料的批量生產(chǎn)，反復利用，降低檢測的難度和成本。

• 觀察：將生物材料感受到的持續(xù)、有規(guī)律的信息轉(zhuǎn)換為人們可以理解的信息。

• 反應：將信息通過光學、壓電、電化學、溫度、電磁等方式展示給人們，為人們的決策提供依據(jù)。

主要功能

生物傳感器具有接受器與轉(zhuǎn)換器的功能。對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進行檢測的儀器。

生物體中能夠選擇性地分辯特定物質(zhì)的物質(zhì)有酶、

結(jié)構(gòu)

抗體、組織、細胞等。這些分子識別功能物質(zhì)通過識別過程可與被測目標結(jié)合成復合物，如抗體和抗原的結(jié)合，酶與基質(zhì)的結(jié)合。

在設(shè)計生物傳感器時，選擇適合于測定對象的識別功能物質(zhì)，是極為重要的前提。要考慮到所產(chǎn)生的復合物的特性。根據(jù)分子識別功能物質(zhì)制備的敏感元件所引起的化學變化或物理變化，去選擇換能器，是研制高質(zhì)量生物傳感器的另一重要環(huán)節(jié)。敏感元件中光、熱、化學物質(zhì)的生成或消耗等會產(chǎn)生相應的變化量。根據(jù)這些變化量，可以選擇適當?shù)膿Q能器。

生物化學反應過程產(chǎn)生的信息是多元化的，微電子學和現(xiàn)代傳感技術(shù)的成果已為檢測這些信息提供了豐富的手段。傳感器是一種可以獲取并處理信息的特殊裝置，如人體的感覺器官就是一套的傳感系統(tǒng)通過眼、耳、皮膚來感知外界的光、聲、溫度、壓力等物理信息，通過鼻、舌感知氣味和味道這樣的化學刺激。而生物傳感器是一類特殊的傳感器，它以生物活性單元（如酶、抗體、核酸、細胞等）作為生物敏感單元，對目標測物具有高度選擇性的檢測器。

⑴采用固定化生物活性物質(zhì)作催化劑，價值昂貴的試劑可以重復多次使用，克服了過去酶法分析試劑費用高和化學分析繁瑣復雜的缺點。

⑵專一性強，只對特定的底物起反應，而且不受顏色、濁度的影響。

⑶分析速度快，可以在一分鐘得到結(jié)果。

⑷準確度高，一般相對誤差可以達到1%

⑸操作系統(tǒng)比較簡單，容易實現(xiàn)自動分析

⑹成本低，在連續(xù)使用時，每例測定僅需要幾分錢人民幣。

⑺有的生物傳感器能夠可靠地指示微生物培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)的供氧狀況和副產(chǎn)物的產(chǎn)生。在產(chǎn)控制中能得到許多復雜的物理化學傳感器綜合作用才能獲得的信息。同時它們還指明了增加產(chǎn)物得率的方向。