生物傳感器的工作原理及在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2015-05-21 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】生物傳感器是化學(xué)傳感器的一種,核心部分是以諸如細(xì)胞、微生物、組織等的生物活性單元為基礎(chǔ)的敏感基元,傳感器捕捉到基元和目標(biāo)之間的反應(yīng)并將其用電信號(hào)輸出。由于生物傳感器具有操作簡單、花費(fèi)時(shí)間較少等優(yōu)點(diǎn),在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被廣泛關(guān)注。下文將介紹生物傳感器的工作原理及在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。
在醫(yī)學(xué)中有多種檢驗(yàn)方法,一般的方法是在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn),但是這種檢驗(yàn)方法過程繁瑣,花費(fèi)時(shí)間較長,逐漸無法滿足現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)的需求,生物傳感器的出現(xiàn)大大改觀了這種現(xiàn)象。
1.原理和結(jié)構(gòu)
傳感器中包含抗體、抗原、蛋白質(zhì)、DNA 或者酶等生物活性材料,待測物質(zhì)進(jìn)入傳感器后,分子識(shí)別然后發(fā)生生物反應(yīng)并產(chǎn)生信息,信息被化學(xué)換能器或者物理換能器轉(zhuǎn)化為聲、光、電等信號(hào),儀器將信號(hào)輸出,我們就能夠得到待測物質(zhì)的濃度。傳感器的主要組成部分是感受器和換能器,再將信號(hào)通過自動(dòng)化儀表技術(shù)和微電子技術(shù)處理,就能構(gòu)成各種儀器或者系統(tǒng)。
2.分類和特點(diǎn)
按照換能器種類分類,可以分為聲波傳感器、半導(dǎo)體傳感器、熱傳感器、阻抗傳感器等 ;按照分子識(shí)別元件種類分類,可以分為免疫傳感器、細(xì)胞傳感器和組織傳感器等。
傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)大多是酶分析法,這種方法步驟繁瑣,費(fèi)用較高,而采用生物傳感器的方法,雖然試劑價(jià)格昂貴但是可以多次使用;生物傳感器有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)移性,即只對(duì)特定的底物發(fā)生反應(yīng),不論其濁度和顏色如何 ;再者分析速度較快,一般一分鐘就能得到結(jié)果 ;誤差能夠控制在 1% 以內(nèi),準(zhǔn)確度可以保證 ;相對(duì)于酶分析法操作更加簡便,可以進(jìn)行自動(dòng)化分析 ;生物傳感器檢驗(yàn)效率更高。上述都是生物傳感 器的優(yōu)點(diǎn)。
3.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的運(yùn)用
生物傳感器有很多種,下面針對(duì)其中幾種傳感器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的運(yùn)用展開分析。
3.1 微生物傳感器
微生物傳感器的感受器是含有微生物的膜,工作原理是微生物會(huì)消耗待測溶液中的溶解氧,放出熱量或者光,達(dá)到定量檢測待測物質(zhì)的目的。相對(duì)于酶傳感器,微生物傳感器使用穩(wěn)定并且成本更低,但是使用范圍不及酶傳感器,數(shù)據(jù)顯示,微生物傳感器能夠檢測的物質(zhì)約為 60 種到 70 種。微生物會(huì)受到待測物質(zhì)的毒害影響,這是影響傳感器準(zhǔn)確度和壽命的主要因素,解決了這個(gè)問題,微生物傳感器市場化指日可待。
3.2 酶傳感器
這種傳感器的敏感元件是固定化酶,使用酶傳感器就不需要花費(fèi)大量精力去提取酶。臨床上測定尿素、葡萄糖、乳酸、天門冬酰胺等生化指標(biāo)可以采用酶傳感器,例如現(xiàn)在的葡萄糖酶傳感器已經(jīng)發(fā)展到了第四代,應(yīng)用范圍廣泛,并且國際上乳酸酶傳感器技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。臨床上要檢驗(yàn)患者腎功能就要進(jìn)行腎功能診斷,然后針對(duì)性的實(shí)施人工透析,這種情況下就要使用尿素傳感器。酶傳感器研究時(shí)間和發(fā)展時(shí)間都較長,市場上的酶傳感器已經(jīng)達(dá)到了超過 200 種。
3.3 基因傳感器
基因傳感器是近年來才出現(xiàn)的一種傳感器,但是技術(shù)先進(jìn),國內(nèi)外也有很多專家學(xué)者針對(duì)基因傳感器進(jìn)行研究,現(xiàn)在已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)之一?;騻鞲衅鞯幕A(chǔ)是雜交高特異性,一般基因傳感器上有 30 個(gè)左右的核苷酸單鏈核酸分子,通過和靶序列雜交測定目標(biāo)核酸分子?,F(xiàn)在研究和使用較多的基因傳感器是 DNA傳感器,主要用于結(jié)核桿菌、艾滋病毒和乙肝炎病毒等的檢測,從而達(dá)到診斷疾病的目的。
來源: http://www.diangon.com/xinwen/zx/201505/00024120.html
特別推薦
- 如何利用示波器快速判斷變壓器的同名端和異名端?
- 貿(mào)澤電子2024年新增逾60家供應(yīng)商持續(xù)為客戶擴(kuò)大產(chǎn)品代理陣容
- 操作AMP輸入保護(hù)可能很嘈雜
- 電阻測量問題
- 革新視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和效率,這兩款圖像傳感器了解一下
- 利用信號(hào)切換估量設(shè)備的功耗
- 利用 D 類放大器 1L 調(diào)制技術(shù)縮小汽車音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)尺寸
技術(shù)文章更多>>
- 迎刃而解——華大九天Polas利器應(yīng)對(duì)功率設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
- 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)(一)—— 驅(qū)動(dòng)器的功能綜述
- 650V耐壓GaN HEMT新增小型、高散熱TOLL封裝
- 瑞典森爾(Senseair)發(fā)布全系列合規(guī)傳感器應(yīng)對(duì)制冷劑易燃性挑戰(zhàn)
- 借助隔離式電壓檢測,實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換與電機(jī)控制效率飛躍
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
Kemet
Knowles
Lattice
LCD
LCD模組
LCR測試儀
lc振蕩器
Lecroy
LED
LED保護(hù)元件
LED背光
LED調(diào)光
LED模擬調(diào)光
LED驅(qū)動(dòng)
LED驅(qū)動(dòng)IC
LED驅(qū)動(dòng)模塊
LED散熱
LED數(shù)碼管
LED數(shù)字調(diào)光
LED顯示
LED顯示屏
LED照明
LED照明設(shè)計(jì)
Lightning
Linear
Litepoint
Littelfuse
LTC
LTE
LTE功放