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生物傳感器的定義及功能

來源:傳感器技術 ??2017-01-09 閱讀:642

人工智能已經真真切切地走進了我們的世界,可穿戴設備、智能感知的應用研究也將生物傳感器推到了前臺。

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生物傳感器

生物傳感器是一種對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。是由固定化的生物敏感材料作識別元件(包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質)、適當的理化換能器(如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等等)及信號放大裝置構成的分析工具或系統。生物傳感器具有接受器與轉換器的功能。

生物傳感器由分子識別部分(敏感元件)和轉換部分(換能器)構成:

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。主要有酶、抗體、核酸、DNA、細胞受體和完整細胞等。

把生物活性表達的信號轉換為電信號的物理或化學換能器(傳感器),主要有電化學器件、光學器件、熱敏器件、聲波器件、壓敏器件等。

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生物傳感器原理圖

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

生物傳感器實現以下三個功能:

感受:提取出動植物發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。實現生物材料或類生物材料的批量生產,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、有規律的信息轉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。


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