生物传感器概述及应用
生物传感器技术在食品安全检测中的应用教程
生物传感器技术在食品安全检测中的应用教程引言：食品安全一直是人们关注的焦点，随着科技的不断发展，生物传感器技术正逐渐应用于食品安全检测领域。
生物传感器技术利用生物体内的生物分子与特定物质之间的相互作用，能够快速、准确地检测食品中的有害物质，保障消费者的身体健康。
本文将介绍生物传感器技术在食品安全检测中的应用，并提供相关的教程。
一、生物传感器技术概述1.1 生物传感器的定义和分类生物传感器是一种利用生物体内的生物分子与特定物质之间相互作用的仪器，能够转化这种相互作用为可测量的信号，从而实现对特定物质的检测和分析。
根据不同的检测原理和操作方式，生物传感器可分为光学传感器、电化学传感器、声学传感器等多种类型。
1.2 生物传感器技术的优势生物传感器技术在食品安全检测中具有以下优势：（1）高灵敏度：生物传感器可以检测到极低浓度的有害物质，具有很高的灵敏度。
（2）快速性：生物传感器具有快速的检测速度，可以在短时间内完成食品的检测工作。
（3）准确性：生物传感器的测量结果准确可靠，可以有效地识别出有害物质的存在。
（4）便携性：生物传感器可以设计成便携式设备，方便在任何地方进行食品安全检测。
二、生物传感器技术在食品安全检测中的应用2.1 基于酶的生物传感器酶是生物体内的一种特殊类型的蛋白质，可以催化特定的化学反应。
在食品安全检测中，基于酶的生物传感器被广泛应用于检测食品中的有害物质。
例如，利用葡萄糖氧化酶可以检测食品中的葡萄糖含量，利用酸性磷酸酶可以检测食品中的磷酸盐含量。
2.2 基于抗体的生物传感器抗体是免疫系统产生的一种特殊蛋白质，具有高度的选择性和专一性。
基于抗体的生物传感器可以利用抗体与特定有害物质之间的结合反应来检测食品中的有害物质。
例如，利用抗体与苯甲酸酯类农药结合反应可以检测食品中的农药残留。
2.3 基于核酸的生物传感器核酸是构成生物体遗传信息的基本单位，具有高度的特异性和稳定性。
基于核酸的生物传感器可以利用核酸与特定物质之间的互补配对反应来检测食品中的有害物质。
生物传感器技术在食品安全检测中的应用
生物传感器技术在食品安全检测中的应用一、引言随着人口的增加和食品供应链的全球化，食品安全问题日益突出。
食品中的污染物质对人们的健康构成潜在威胁，因此，食品安全检测成为重要的关注领域。
近年来，生物传感器技术因其高灵敏度、快速检测和便携性等优势，在食品安全检测中得到广泛应用。
二、生物传感器技术概述生物传感器技术是一种将生物元素（如酶、抗体、细胞等）与传感器器件相结合的技术。
传感器通过检测生物元素与目标分析物之间的相互作用，实现对分析物的定量或定性检测。
生物传感器技术在食品安全检测中的应用主要包括基于酶的生物传感器、免疫传感器和细胞传感器三个方面。
三、基于酶的生物传感器在食品安全检测中的应用1. 果蔬中农药残留的检测基于酶的生物传感器可以通过检测农药残留的酶活性来确定果蔬中的农药残留水平。
传感器利用酶与农药的特异性相互作用，将酶活性的改变转化为电化学信号进行检测。
这种方法不仅具有高灵敏度和快速响应的特点，还避免了传统方法中繁琐的前处理步骤。
2. 食品中的抗生素残留检测基于酶的生物传感器也可以用于食品中抗生素残留的检测。
传感器通过酶与抗生素的特异性相互作用，测量酶活性的变化来确定抗生素的存在。
这种方法具有灵敏度高、快速检测和样品处理简单等优点，可以在实验室和现场进行抗生素残留的监测。
四、免疫传感器在食品安全检测中的应用1. 食品中的重金属检测免疫传感器利用抗体与免疫原之间的特异性结合作用来检测食品中的重金属污染物。
通过抗体与重金属离子的特异性结合，免疫传感器可以实现对食品中重金属离子的高灵敏度检测。
2. 食品中的致病菌检测免疫传感器还可以用于食品中致病菌的快速检测。
利用特异性抗体与致病菌的抗原结合，免疫传感器可以实现对食品中致病菌的快速、灵敏的检测。
这种方法不仅可以减少检测时间，而且对样品的要求较低，有助于及时发现食品中的致病菌污染。
五、细胞传感器在食品安全检测中的应用细胞传感器利用细胞对环境变化的敏感性作为感知元件，实现对食品中污染物的检测。
生物传感器概述及应用
膜或电极电荷状态的变化
膜电位法、电极电位法
质量变化
压电元件法
阻抗变化
电导率法
热变化（热效应）
热敏电阻法
光谱特性变化（光效应）
光纤和光电倍增管
将识别元件上进行的生化反应中消耗或生成的化学物质，或产生的光或热等转换为可用信号，并呈现一定的比例关系。
感受器是生物传感器的心脏。制备分两方面工作，一是选择最佳载体材料（需活化）；二是在载体表面固定化亲和配基（非共价和共价） 换能器感知固定化配基与待测物结合产生的微小变化，其质量好坏决定了传感器的灵敏度。
酶具有识别特定分子的能力
1962年，
酶与电极结合起来测定酶的底物
固定化葡萄糖氧化酶（GOD）＋氧电极
葡萄糖电极
196
1956, L.C. Clark : oxygen electrode 1962, L.C. Clark : biosensor concept (electrochemical sensor + enzyme transducers as membrane = enzyme electrode)
oxygen electrode enzyme electrode
酶 辅酶 维生素 抗原 抗体
生物功能膜（酶、微生物、细胞器、组织、细胞、抗原、抗体）
待测物质
扩散作用
固定化生物敏感膜层
分子识别
生物学反应
电信号
换能器
生物传感器的分子识别元件
分子识别元件
生物活性单元
酶膜
各种酶类
微生物传感器可用于测量发酵工业中的原材料和代谢产物。还用于微生物细胞数目的测定。利用这种电化学微生物细胞数传感器可以实现菌体浓度连续、在线的测定。
生物传感器的研究进展与应用研究
生物传感器的研究进展与应用研究在现代科学领域中，生物传感器是一种广泛应用的技术，不仅在医疗保健领域有重要的应用，也被广泛应用于环境监测、工业生产等领域。
生物传感器的研究已经发展了几十年，历经多次革新和进步，如今已形成了包括电化学传感器、光学传感器、质谱传感器、生物发光传感器等多种类型的传感器。
本文旨在概述生物传感器的基本原理和分类，以及目前已有的主要研究进展和应用研究。
一、生物传感器的基本原理及分类生物传感器作为一种生物分析技术，主要是利用生物反应的特异性和灵敏性将生物分析过程转化为可测量的电、光、声等信号，从而实现对生物分子的快速、精确检测。
生物传感器按照其信号转换机制可以分为电化学传感器、光学传感器、质谱传感器、生物发光传感器等多种类型。
其中，电化学传感器是利用电化学反应过程的一系列物理和化学变化，对反应过程中发生物质转化的电流、电势变化等参数进行检测和记录。
这种传感器具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等优点，广泛应用于环境污染监测、食品检测、医学诊断等领域。
光学传感器是利用光学传感器反射特性基于光学原理进行测量，其中包括表面增强拉曼光谱传感器、表面等离子体共振传感器等等。
质谱传感器基于质谱分析原理，用来检测生物分子的质量和结构。
而生物发光传感器基于生物体内活性荧光物质特性，利用荧光发射强弱进行检测和记录。
二、生物传感器的主要研究进展随着科技不断发展，生物传感器也在不断地发展中。
生物传感器的主要研究进展体现在以下几方面。
1、灵敏度提高近年来，生物传感器的灵敏度得到了不断提高。
传统的“热点”识别法、荧光共振能量转移、表面等离子体共振等技术的出现为生物传感器的灵敏度提高提供了有力的支撑。
此外，研究人员也通过改变传感器表面形貌、优化传感器的工作液、加强传感层对于目标分子的覆盖度等方法提高灵敏度。
2、多样化应用生物传感器的应用范围越来越广泛。
传统的医疗监测、环境监测等领域，已经可以应用到食品安全、生物制药、无机化学等领域。
生物传感器技术在检测中的应用
生物传感器技术在检测中的应用随着科技的不断发展，生物传感器技术已经成为目前最为先进的检测技术之一。
生物传感器技术是利用生物材料对目标分子的高灵敏度与特异性反应，从而将其转变成可测量或可读取的信号，并将其用于检测、监测或测量分析领域。
该技术在医疗、生物学、环境保护等领域中有着广泛的应用，已成为现代化检测技术的重要组成部分。
一、生物传感器技术的概述生物传感器是指利用生物元件与传感器原件的有机结合，用于检测、监测或测量分析的技术。
其中，生物元件通常是具有对目标分子高度特异性的生物分子，如抗体、DNA、酶等，而传感器原件则可以是电子器件、光学器件或质谱分析设备等。
生物传感器技术具有高度灵敏性、选择性和快速响应的优势，因此在医疗、生物学、环境保护、食品安全等领域中得到了广泛的应用。
如在医学领域，生物传感器技术可以用于早期癌症的诊断、慢性病的监测、药物的筛选等；在生物学领域，生物传感器技术可以用于基因的检测、蛋白质的鉴定等；在环境保护领域，生物传感器技术可以用于水质、空气质量等的监测。
二、生物传感器技术的应用1. 医学领域生物传感器技术在医学领域有着广泛的应用。
其主要应用包括：诊断、监测和治疗。
生物传感器技术可以用于早期癌症的诊断。
因为癌症细胞会释放出一些特定的生物标志物，这些标志物可以被生物传感器检测到，进而发现患者是否患有癌症。
此外，生物传感器技术还可以用于慢性病的监测，如糖尿病、高血压等。
通过植入生物传感器设备，患者可以实时检测到自身的生理参数，从而及时采取措施。
生物传感器技术还可以用于药物的筛选、治疗过程中的监测，使治疗更加准确有效。
2. 生物学领域在生物学领域，生物传感器技术可以用于基因的检测、蛋白质的鉴定等。
例如利用生物传感器技术可以检测基因突变和表达水平的变化，从而帮助科学家了解基因对人类健康的影响。
此外，生物传感器还可以用于蛋白质的鉴定，帮助科学家了解蛋白质的结构和功能。
3. 环境保护领域生物传感器技术在环境保护领域也有着广泛的应用。
生物传感器技术及其应用
生物传感器技术及其应用生物传感器技术作为一种新兴的生物医学工程技术，在生态环境监测、食品安全检测、临床诊断和基因工程等领域有着广泛的应用前景。
本文将从生物传感器的原理、分类以及应用领域等方面进行介绍。
一、生物传感器技术概述生物传感器是一种可以将生物学体系与物理化学传感技术相结合的系统，通过对生物分子的识别和检测，实现对生物样本中的特定物质的快速、高灵敏度的检测。
其主要原理为通过生物分子与传感器表面的特异性结合，产生信号的转化，进而实现定量或定性的检测。
生物传感器可以分为生物材料传感器和生物元件传感器两类。
前者是利用整个生物元件，如细胞、组织和细菌等作为传感元件；后者则是通过提取生物分子，将其与传感器表面结合，以产生信号的转化。
二、生物传感器的分类根据生物传感器的测量原理和检测目标的不同，生物传感器可以分为多种类型，其中常见的有光学传感器、电化学传感器、生物晶体传感器和磁性传感器等。
光学传感器是利用物质与光粒子的相互作用，通过测量光的散射、吸收、发射或折射等现象，来对所检测物质的性质和浓度进行判断。
电化学传感器是利用电化学原理，通过测量电位、电流或电荷等参数的变化来确定所检测物质的浓度和性质。
生物晶体传感器是将所检测生物分子与晶体表面发生结合反应，通过测量晶体的质量、厚度或频率的变化来判断所检测物质的性质。
磁性传感器则是利用物质在磁场中的磁学性质的变化来检测目标物质。
三、生物传感器的应用领域1. 环境监测生物传感器技术在环境监测领域具有广泛的应用前景。
例如，通过对生物传感器的使用可以实现对水质中有害物质的快速检测，如重金属离子、有机污染物等。
此外，生物传感器技术还可以应用于土壤监测，通过检测土壤中的微生物和营养物质含量，评估土壤的肥力和污染程度。
2. 食品安全检测食品安全是人们日常关注的重要问题，而生物传感器技术可以有效地用于食品中有害物质的检测。
例如，通过对生物传感器的使用，可以快速、高效地检测食品中的农药残留、重金属、致病菌等物质，确保食品质量的安全。
生物传感器的开发与应用
生物传感器的开发与应用一、生物传感器的概述生物传感器是一种能够感知生命体征并将其转化为可视化或可记录的形式的微型设备。
生物传感器将现代的生物学、化学、物理学和电子学技术相结合，通过微生物（如蛋白质、酶、细胞和生物分子）与传感器之间的特定反应实现对目标分子或细胞信号的高灵敏度和高选择性的检测。
生物传感器具有灵敏度、特异性、重复性、快速性和实时响应等优点，被广泛应用于医学、食品安全、环境监测、农业以及生物制药等领域。
二、生物传感器的类型根据传感材料的种类和检测原理的不同，生物传感器可分为以下几类：1. 光学传感器：利用物质吸收、荧光、散射或反射等光学特性的变化作为信号的依据，如光学荧光传感器、表面等离子体共振传感器和光学纳米探针等。
2. 电化学传感器：利用化学反应导致的电压、电流或功率等电化学特性的变化作为信号的依据，如基于酶的电化学生物传感器、基于细胞的电化学传感器和基于DNA的电化学传感器等。
3. 声波传感器：利用细胞或生物分子沉积、吸附、运动和形态变化而导致的声波信号变化作为信号的依据，如声波生物传感器、声波凝胶微粒传感器和声学纳米传感器等。
4. 磁学传感器：利用生物分子或细胞体内的磁性物质或外部施加的磁场对传感器信号的影响作为信号的依据，如磁性生物传感器、磁性粒子传感器和磁共振传感器等。
三、生物传感器的应用生物传感器可应用于下列领域：1. 医学：生物传感器可应用于临床医学领域，如癌症早期检测、心血管疾病、糖尿病、肝病、肺病等疾病的诊断和监测；同时也可在医学研究领域中用于生物标记物的检测和功能研究。
2. 食品安全：生物传感器可针对食品中的微生物、农药和化学污染物进行必要的检测，修复和监测，以确保食品质量和安全。
3. 环境监测：生物传感器可应用于环境治理和监测领域，如水质监测、土壤污染检测、空气质量监测等。
4. 农业：生物传感器可用于农业生产中的营养和农药的监测，也可用于经济作物的快速识别和品质检测等。
生物医学工程中的生物传感器应用
生物医学工程中的生物传感器应用一、前言在生物医学工程领域，生物传感器被广泛应用于生物体内部和外部的监测、检测和诊断。
本文将通过不同的角度阐述生物传感器在生物医学工程中的应用。
二、生物传感器的概述生物传感器是一种将生物学元件与传感器技术相结合的装置或系统，用于检测、测量和转换生物体内或周围环境的生物学变量。
生物传感器可以分为光学传感器、电化学传感器、压力传感器等不同类型。
具体的生物传感器可以根据其应用领域进行分类。
三、生物传感器在疾病检测中的应用1. 糖尿病检测：生物传感器可以检测血液中的葡萄糖含量，实时监测糖尿病患者的血糖水平，减轻患者的痛苦。
同时，生物传感器也可以对药物剂量进行监测，确保患者得到正确的治疗。
2. 癌症检测：生物传感器可以检测肿瘤标志物的浓度，从而实现早期癌症的检测。
通过定期监测肿瘤标志物，可以提前发现癌症并及时治疗，提高治愈率。
3. 心血管疾病检测：生物传感器可以监测血压、心率、血氧饱和度等生理指标，及时发现和预防心血管疾病的发生。
四、生物传感器在药物研发中的应用1. 药物筛选：在药物研发过程中，生物传感器可以用于筛选和评估候选药物的活性和毒性。
通过监测药物与靶分子的结合情况，可以快速、准确地评估候选药物的疗效。
2. 药物输送：生物传感器可以通过控制释放药物的速率和剂量，实现个性化药物输送。
通过个体化的药物输送系统，患者可以获得精准的治疗，提高治疗效果并减少不良反应。
五、生物传感器在生物医学影像中的应用1. 生物标记剂：生物传感器在生物医学影像中的应用主要是通过标记剂的使用。
通过将生物传感器与荧光染料或放射性同位素等标记剂结合，可以用于显像、判定和定位病理组织。
2. 分子成像：利用生物传感器的高灵敏度和特异性，可以实现对生物体内分子的定量成像。
通过分析不同组织和器官中特定分子的浓度和分布，可以提供更精准的诊断和治疗方案。
六、生物传感器在生理监测中的应用1. 生物体内监测：生物传感器可以植入或注射到生物体内，实现对生理参数的实时监测。
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一、概述
传感器（sensor，transducer）
——能感受规定的被测量并按照一定的规律转换 成可用输出信号的器件或装置，它通常由敏感元件和转 换元件组成。
按检测对象划分
传 感 器
物理传感器
感受器为非生命物质
化学传感器 生物传感器
感受器为生命物质
二、生物传感器定义
生物传感器是以固定化的生物材料作为敏感元件，
生物传感器的分子识别元件
分子识别元件 酶膜
全细胞膜 组织膜 细胞器膜 免疫功能膜
生物活性单元 各种酶类
细菌、真菌、动植物细胞 动植物组织切片 线粒体、叶绿体 抗体、抗原、酶标抗原等
（二）信号转换与处理
将识别元件上进行的生化反应中消耗或生成的化学物质， 或产生的光或热等转换为可用信号，并呈现一定的比例 关系。 生物传感器的信号处理方法
SBA-50型单电双功能分析仪
SBA-70型血糖乳酸自动分析仪
手掌型葡萄糖(glucose)分析仪
在葡萄糖传感器问世之前，患者需采用所谓“班氏 试验尿糖估计法”来指导胰岛素注射量。这一方法 相当烦琐，需备酒精灯一个、试管一支、吸管一支、 班氏剂一瓶。每次注射胰岛素前，取班氏试剂2毫 升放入试管中，置酒精灯上烧开，开后试剂保持蓝 色不变，说明试剂有效，加入病人尿液3滴，再置 酒精灯上烧开，根据试剂的变色情况决定胰岛素用 量的增减.
检 测
电活性物质
4、生物学反应中的物理量变化
（1）热焓变化 根据热力学第二定律，一个能自发进行的反 应，总伴随着自由能的降低。 △G＝△H－T· △S
酶促反应和微生物反应常常释放出可观的热 量，根据焓变可定量测定底物的浓度。
（2）生物发光
生物发光是由于某些生物体内的一些特殊 物质（如荧光素）的氧化而产生的现象。
由生物活性元件引起的变化 （生物学反应信息） 电极活性物质的生成或消耗 离子性物质的生成或消耗 膜或电极电荷状态的变化 质量变化 信号处理方法 （换能器的选择） 电流检测电极法 电位检测电极法 膜电位法、电极电位法 压电元件法
阻抗变化
热变化（热效应） 光谱特性变化（光效应）
电导率法
热敏电阻法 光纤和光电倍增管
oxygen electrode
enzyme electrode
三、生物传感器原理
生物功能膜（酶、微生物、细胞器、组织、 细胞、抗原、抗体）
酶 辅 酶
维 生 素 抗 原
抗
体
待测物质 扩散作用 电信号
固定化生物敏感膜层
分子识别
换能器 生物学反应
（一）生物分子特异性识别（生物感受器）
生物分子经固定化后形成的一种膜结构，对被测定 的物质有选择性的分子识别能力。
K在20～40之间为新鲜，必须熟食。
K大于40，不新鲜，不宜食用。
•肉鲜度传感器
肉类在腐败过程中会产生各种胺类，故胺 类测定能反映肉类的新鲜程度。
用腐胺氧化酶与过氧化氢电极构成多胺生 物传感器，或用单胺氧化酶膜和氧电极组成的酶 传感器测定肉在贮藏过程中的鲜度。
•污染微生物及病原菌的检测
1 通过免疫学方法，即获得相应的特异性抗 原和抗体进行分析和检测。
2、环境监测
德国研发的环境废水BOD分析仪
3、发酵工业
微生物传感器具有成本低、设备简单、不 受发酵液混浊程度的限制、可能消除发酵过程 中干扰物质的干扰等特点。
微生物传感器可用于测量发酵工业中的原 材料和代谢产物。还用于微生物细胞数目的测 定。利用这种电化学微生物细胞数传感器可以 实现菌体浓度连续、在线的测定。
分子识别元 件上的敏感 物质
信号换能器
六、生物传感器特点
(1)测定过程简单。生物传感器使用时一般不需要样品的 预处理，样品中的被测组分的分离和检测同时完成， 且测定时一般不需加入其它试剂。 (2)体积小、携带方便，可实现连续检测、在线检测。
(3)响应快，样品用量少，敏感材料是固定化的，看反复 多次使用。
传感器名称 1、生物亲和性传感器 2、代谢型或催化型传感 器 1、酶传感器 2、微生物传感器 3、组织传感器 4、细胞器传感器 5、免疫传感器 6、DNA生物传感器 1、电化学传感器 2、离子敏场效应传感器 3、热敏电阻传感器 4、压电晶体传感器 5、光电传感器 6、声学传感器
生物敏感物 质相互作用 的类型
(4)准确度和灵敏度高。一般相对误差不超过1％。
(5)专一性强，只对特定的底物起反应，而且不受颜色、 浊度的影响。
(6)成本低。
七、生物传感器应用领域
1、食品工业
生物传感器在食品分析中
的应用包括食品成分、食品添
加剂、有害毒物及食品鲜度等
的测定分析。
食品鲜度
在日本、加拿大等国广泛用于鱼类鲜度的测
班氏试剂颜色 砖红 橘红 黄 绿 蓝 0或-4
胰岛素增减量(单位) ＞＋16 ＋12 ＋8 ＋4 班氏尿糖估计法确定胰岛素用量
用电化学葡萄糖传感器 测定人体血糖
葡萄糖传感器传感器 的响应原理: 葡萄糖氧化酶（GOD） 参与的酶促反应
装置由三部分组成：血糖 传感器、供药泵、胰岛素 药源。传感器、泵与病人 的血液三者构成一个闭环 控制系统（图）。传感器 将测定的信号变为对供药 泵开启与关闭的指令，使 糖尿病病人能像正常人一 样保持最恰当的血糖含量
细菌发光其强度取决于积累的还原型FMN的量。 H＋+NADH+FMN
氧化还原酶
FMNH2+NAD
FMNH2+E+O2 →FMNH(OOH) · E FMNH(OOH) · E+RCHO→FMN+R·CO2H+E+H2O+hυ
（3）颜色反应
生物体内产生色素 酶与底物作用后产生有颜色物质
（4）阻抗变化
鱼鲜度传感器
定。鱼死后体内ATP经酶解依次形成ADP、AMP、 IMP、肌苷、次黄嘌呤和尿酸。鲜度可用K值表示：
肌苷+次黄嘌呤
ATP +ADP+AMP+IMP +肌苷+次黄嘌呤+尿酸
K=
鱼死后5～20h，ATP，ADP和AMP已分解尽，超 过24h，鲜度主要取决于IMP--肌苷--次黄嘌呤-尿酸。 将这三个步骤的三种酶（5’－核苷酸酶、核 苷磷酸化酶、黄嘌呤氧化酶）固定在氧电极上， 制成鱼鲜度测定仪。 当K＜20时，鱼极新鲜，可供生食。
生物传感在线分析系统，为发酵自动控制提供了新的基础平台
主机 发酵罐
计算机
4、医学领域
在临床医学中，酶电极是最早研制 且应用最多的一种传感器。利用具有不 同生物特性的微生物代替酶，可制成微 生物传感器。在军事医学中，对生物毒 素的及时快速检测是防御生物武器的有 效措施。生物传感器已应用于监测多种 细菌、病毒及其毒素。
化学物质 力 热 光
声 被 测 对 象 生物敏 感膜 （分子 识别感 受器） 物理、化学反应 换 能 器 电 信 号
图16-1 生物传感器原理图
. . .
感受器是生物传感器的
心脏。制备分两方面工 作，一是选择最佳载体 材料（需活化）；二是 在载体表面固定化亲和 配基（非共价和共价）
换能器感知固定化
与适当的转换元件结合所构成的一类传感器。
生物传感器是用生物成分作为感受器的传感器。
酶具有识别特定分子的能力 1962年， L.C.Clark 酶与电极结合起来测定酶的底物 1967年， Updike和Hicks 固定化葡萄糖氧化酶（GOD）＋氧电极
使用溶解性 酶，难重复
葡萄糖电极
第一个酶电极
1956, L.C. Clark : oxygen electrode ������ 1962, L.C. Clark : biosensor concept (electrochemical sensor + enzyme transducers as membrane = enzyme electrode)
配基与待测物结合产 生的微小变化，其质 量好坏决定了传感器 的灵敏度。
（三）生物传感器分子识别机理
1、酶促反应 2、免疫化学反应 3、生物反应中的物理量变化 4、微生物反应
1、酶促反应
E + S → ES → E + P
2、免疫化学反应
抗体Ab 抗原Ag
3、微生物反应
消耗溶液中 的溶解氧
微 呼吸或代谢 生 产生一些 物
培养基中的电惰性物质 微生物代谢 电活性产物
培养液的导电性增 大，阻抗降低
五、生物传感器的种类：
（１）按照生物敏感物质相互作用的类型分类 （２）按照其感受器中所采用的生命物质分类
（３）按照传感器器件检测的原理分类
分类方式
分类依据 1、被测物与分子识别元件上敏感物质具 有生物亲和作用。 2、底物（被测物）与分子识别元件上的 敏感物质相作用并产生产物，信号换能 器将底物的消耗或产物的增加转变为输 出信号。 1、酶与底物作用 2、微生物代谢 3、组织代谢 4、细胞代谢 5、抗原抗体反应 6、核酸杂交 1、电化学电极 2、离子敏场效应晶体管 3、热敏电阻 4、压电晶体 5、光电器件 6、声学装置
酶联免疫测定
(1)将适宜的酶与抗原或抗体结合在一起。制成酶 标抗体（或酶标抗原 ）；
(2)将酶标抗体（或酶标抗原）与样品中的待测抗 原（或抗体）混合，通过免疫反应二者即可特异性 地结合在一起，形成酶－抗体－抗原复合物。
(3)通过酶催化反应的速度即可测定复合物中酶的 含量，进而测出样品中的待测抗原（或抗体）的量。