新型生物传感器在生物医学工程中的应用

简要介绍了生物传感器的结构、特点、并对两类新型生物传感器－压电生物传感器和光生物传感器的结构、原理及其在生物医学工程中的应用作了扼要分析，探讨了生物传感器的研究进展，发展动向及应用前景。     

生物传感器及展望

直接定量测定生物体液中的代谢物、氨基酸、蛋白质、激素、药物及其他生物物质,一直是分析化学家的艰巨任务之一.人们从不同途径进行种种努力以寻求简便、价廉、准确、实用的分析系统及方法.在这方面,卓有成效的是生物传感器.1960年L.C.Clark Jr,G.P.Hicks和S.J.Updike报道了第一只生物传感器——酶电极,开了生物传感器的先河.生物传感器使用具有特异选择性的生物元件,如酶、抗体、受体、微生物、组织、DNA及单克隆等,这些生物元件的特异选择性赋与了生物传感器的优异选择性.生物传感器的开发,为生物样品测定开辟了新的道路.     

微型生物传感器的研究进展

过去二十几年中,生物学与其它学科融合,产生了一代新的传感元件——生物传感器,并在临床诊断、工业发酵及环境监测等方面发挥了很大的作用。由于在许多研究工作中,特别是动植物生理,生化的研究,要求传感器可在体内定位测定,有时所能提供的样品量极少(如脑脊液等),因此生物传感器的微型化工作正日益受到人们的关注。     

电化学生物传感器的进展

本文简要介绍生物传感器的基本原理结构、分类、特点及应用评述了电化学传感器在生物传感器发展中的作用和地位，特别是微型电化学传感器的出现大大促进了生物传感器的出现大大促进了生物传感器的发展，微切削加工技术和微电子平面工艺的引入使生物传感器的微型化多功能集成化智能化和机电一体人成为可能，它导致了由单一传感器向完整的分析系统的发展。     

生物传感器：过去,现在和将来

本文对生物传感器发展进程中的主要进行了评述，葡萄糖传感器在近年来所取得的世大成功应同时归因于糖尿病人的超常需要及生物传感器技术为个人监控所提供的适宜，简便和卫生的分析方法。生物传感技术的发展为医疗保健，食品工业及环境监测等领域所涉及的范围广泛的分析对象的检测提供了巨大的潜在可能性，本文指出了为使生物传感技术得以被广泛采用亟需发展的五个关键论题。对作者所领导的Ｃｒａｎｆｉｅｌｄ生物技术中心在上述诸方     

压电生物传感器

虽然压电效应在上一世纪业已发现,但是压电石英晶体在化学传感器中的应用却是1995年Sauerbrey导出了频率-质量关系式之后才实现的.1964年King报道了第一个压电石英晶体检测器.至今,压电石英传感器已广泛用于气体、液体试样分析.我国姚守拙等人在压电石英晶体的分析应用领域率先进行了大量的研究工作.根据Sauerbrey方程,结合生物体中某些高选择反应,通过对石英晶体表面进行修饰,使其能选择性地与被检测物质作用,便可制成压电生物敏感元件(或压电生物传感器).1972年Shons首次用抗原涂膜压电晶体来检测溶液中的抗体,由于当时技术的限制及人们对该类传感器认识不足,未能得到较好地发展,直到本世纪80年代中期才为人们所重视.目前国外对此新领域的研究非常活跃,但国内尚未见压电生物传感器方面的研究报道.现对     

两种尿酸生物传感器的研制和比较

将大白鼠肝脏切片和尿酸酶分别固定在不同氧电极上,制成尿酸组织电极和酶电极,研究了它们的测试条件、分析性能和应用情况.结果:组织电极的最佳测试条件为33℃,pH=9,Tris-HCl缓冲溶液,线性范围3.33～56.67μg/mL,K_M=3.3×10~(-4)mol/L;酶电极的最佳测试条件为28℃,pH=8.8,Na_2B_4O_7-(NH_4)_2SO_4缓冲溶液,线性范围6.67～133.3μg/mL,K_M=2.8×10~(-4)mol/L.二种电极测量值的变异系数均小于4%,电极性能各有优缺点.用它们测定质量控制血清,测量值均在示值范围内,有望应用于临床.     

当代传感器新技术应用与展望

该文在论述传感器的定义、分类、重要作用的基础上着重介绍各种新型传感器及其在新技术领域中的应用同时对传感器新技术进行了科学展望。     

白细胞过氧化物传感器的研制

介绍一种利用白细胞内过氧化物酶测定过氧化物的流动分析方法.该方法准确,操作简便、快速,完成一次测定只需2min,成本低廉.方法的线性范围、相关系数分别为1.25×10~(-4)~1.50×10~(-3)mol/L,γ=0.9994.制备固定细胞膜的重现性变异系数CV=5.5%,测定结果重现性变异系数CV<5%.固定细胞膜可连续使用200次,冰箱中4℃保存6个月,仍保留原酶膜酶活性的70%.     

光纤DNA生物传感器的研究动向

DNA生物传感器是分子生物学与微电子学、电化学、光学等相结合的产物，光纤DNA生物传感器是近年DNA生物传感器中发展最快的一类。介绍了光纤DNA生物传感器的结构原理及研究动向。