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传感器技术与应用13.1概述CONTANTS目录13.1概述0113.2酶传感器020213.3免疫传感器0313.4微生物传感器0413.5其他常见生物传感器及应用0513.1概述0113.1概述生物传感器利用酶、抗体、微生物等作为敏感材料，并将其产生的物理量、化学量的变化转化为电信号，用以检测与识别生物体内的化学成分。

生物传感器（Biosensor）起源于20世纪60年代，在20世纪80年代得到了公认与发展，并作为传感器的一个分支应用于食品、制药、化工、临床检验、生物医学、环境监测等方面。13.1概述具有选择性好、灵敏度高、响应速度快、成本低廉、能在复杂的体系中进行在线连续监测等特点。将生物敏感材料固定在高分子人工膜等载体上，被识别的生物分子作用于人工膜（生物传感器）时，将会产生变化的信号（电、热、光等）输出，然后采用电化学法、热测量法或光测量法等测出输出信号。13.1概述发展历程：1962年，Clark教授→酶电极1967年，Updike，Hicks→酶传感器1975年，C.Divis提出用完整的微生物活细胞取代纯酶制作的传感器1977年，美国A.Rchnitz研制出检测精氨酸的微生物电极1979年，A.Rchnitz成功研制出了测定谷氨酰胺的组织传感器20世纪80年代，牛津出版社《生物传感器：基础与应用》1990年，在新加坡召开了“首届世界生物传感器学术大会”

工作原理：被测物质经扩散进入生物敏感膜层，经分子识别，发生生物学反应（物理、化学变化），产生物理、化学现象或产生新的化学物质，由相应的敏感元件转换成可定量、可传输处理的电信号。生物传感器敏感膜（分子识别元件）敏感元件（信号转换元件）图13-1生物传感器的基本工作原理13.1.1生物传感器的工作原理图13-2敏感膜对生物分子的选择性作用生物敏感膜——又称分子识别元件利用生物体内具有奇特功能的物质制成的膜与被测物质相接触时会伴有物理、化学反应选择性地“捕捉”自己感兴趣的物质13.1.1生物传感器的工作原理生物敏感膜生物活性材料酶膜各种酶类全细胞膜细菌、真菌、动植物细胞组织膜动植物组织切片免疫膜抗体、抗原、酶标抗原等细胞器膜线粒体、叶绿体具有生物亲和力的物质膜配体、受体核酸膜寡聚核苷酸模拟酶膜高分子聚合物表13-1生物传感器的生物敏感膜

根据生物敏感膜选材的不同，可以制成酶膜、全细胞膜、组织膜、免疫膜、细胞器膜、复合膜等13.1.1生物传感器的工作原理

生物分子识别元件与换能器的不同组合，可以构建出适用于不同用途的生物传感器类型。13.1.1生物传感器的工作原理（1）根据生物识别元件进行分类13.1.2生物传感器的分类（2）根据换能器信号转换的方式进行分类13.1.2生物传感器的分类应用范围较广由具有高度选择性的生物材料构成敏感（识别）元件的，一般情况下，检测时不需要另加其他试剂，也不需要进行样品的预处理体积小、分析速度快、准确度高，容易实现在线检测和自动分析

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