醫(yī)療電子之眼：生物傳感器的研究重點、原理及種類

　　三、生物傳感器的種類

　　(1)按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類,可分為:微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等。

　　(2)按照傳感器器件檢測的原理分類,可分為:熱敏生物傳感器、場效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。

　　(3)按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類,可分為親和型和代謝型兩種。

　　四、生物傳感器的特點

　　(1)采用固定化生物活性物質(zhì)作催化劑,價值昂貴的試劑可以重復(fù)多次使用,克服了過去酶法分析試劑費用高和化學(xué)分析繁瑣復(fù)雜的缺點。

　　(2)專一性強,只對特定的底物起反應(yīng),而且不受顏色、濁度的影響。

　　(3)分析速度快,可以在一分鐘得到結(jié)果。

　　(4)準確度高,一般相對誤差可以達到1%。

　　(5)操作系統(tǒng)比較簡單,容易實現(xiàn)自動分析。

　　(6)成本低,在連續(xù)使用時,每例測定僅需要幾分錢人民幣。

　　(7)有的生物傳感器能夠可靠地指示微生物培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)的供氧狀況和副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

　　五、現(xiàn)今生物傳感器介紹

　　(1)SPR生物傳感器。藥物分析用生物傳感器其典型代表產(chǎn)品是SPR生物傳感器,這是一種表面膜共振分析,是實時測定生物分子結(jié)合的技術(shù),在九十年代初由發(fā)瑪西亞公司引入,以抗原抗體結(jié)合分析為例,將抗原(或抗體)通過表面化學(xué)方法固定在芯片的金箔表面,然后讓抗體(或抗原)流過抗原抗體的結(jié)合將改變膜表面液體性狀,從而影響金箔共振性質(zhì),這改變可被實時檢測并記錄下來(這被稱之結(jié)合相)。如改讓緩沖液流過,結(jié)合的抗體(或抗原)將解離并被帶走,這同樣改變膜表面液體性狀,檢測并記錄下來的金箔共振性質(zhì)改變就是解離相。它主要用于部份新藥研發(fā)中藥物作用的分子活性基團的識別。

　　(2)固定化酶生物傳感分析儀。固定化酶生物傳感分析儀是最早出現(xiàn)且精度最高的生物傳感器。固定化酶生物傳感器最重要服務(wù)對象包括:臨床、食品分析、發(fā)酵工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測、防衛(wèi)安全檢測等領(lǐng)域。例如在發(fā)酵工業(yè)的氨基酸工業(yè)(味精、天冬氨酸、丙氨酸、賴氨酸等)、抗生素工業(yè)(葡萄糖等的在線監(jiān)測和控制系統(tǒng))、酒類工業(yè)(酒精生物傳感器1min可得到結(jié)果)、酶制劑工業(yè)(糖化酶快速分析)、淀粉糖工業(yè)(葡萄糖、淀粉、糖化酶的分析)、生物細胞培養(yǎng)(葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺分析)、石化工業(yè)中微生物脫硫細胞培養(yǎng)監(jiān)控、維生素C的生產(chǎn)、發(fā)酵甘油的生產(chǎn)等,生物傳感器檢測技術(shù)是生物加工類企業(yè)改造的重要途徑之一,在線生物傳感器分析是建立生產(chǎn)模擬系統(tǒng)和實時檢測的新工具。

　　(3)血糖—乳酸生物傳感自動分析儀。具有自動識別試管位置功能的樣品盤、自動定量吸入樣品的取樣系統(tǒng)和相應(yīng)的生物傳感敏感膜。組裝成整機,能實現(xiàn)微量取樣、快速響應(yīng)、高精度,操作完全自動化的有競爭力的新生物傳感器。

　　(4)高精度血糖分析儀。高精度血糖分析儀是采用固定化酶的生物傳感分析儀。其分精度可以達到0.5～2%,比家用保健類生物傳感器幾乎高一個數(shù)量級,比目前醫(yī)用生化分析儀的精度也高2～3個百分點。這在血糖分析領(lǐng)域是非常重要的,它們可以用作血糖分析的標準方法。尤其是在市場銷售的手掌型血糖分析儀出現(xiàn)質(zhì)量事故時,需要另一種有說服力的分析方法證明其分析結(jié)果時,固定化酶葡萄糖生物傳感分析儀可以作為一種理想的仲裁工具。它們既可作為醫(yī)用類型的分析儀,還可用作生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的過程監(jiān)控、食品分析、和科研工具。多種酶傳感器研究開發(fā)比較成熟,已形成商品。