生物敏感器件,生物敏感器件結構原理是什么?

生物傳感器的結構一般是在基礎傳感器(電化學裝置）上再耦合一個生物敏感膜（稱為感受器或敏感元件）。生物敏感膜緊貼在探頭表面上，再用一種半滲透膜與被測溶液隔開。當待測溶液中的成分透過半透膜有選擇地附著于敏感物質時，形成復合體，隨之進行生化和電化學反應，產生普通電化學裝置能感知的O2、H2、 NH4+、CO2等，并通過電化學裝置轉換為電信號。

→應用

自從20世紀60年代酶電極問世以來，生物傳感器獲得了巨大的發展，已成為酶分析法的一個日益重要的組成部分。生物傳感器的產生是生物學、醫學、電化學、熱學、光學及電子技術等多門學科相互交叉滲透的產物，具有選擇性高、分析速度快、操作簡單、價格低廉等特點，在工農業生產、環保、食品工業、醫療診斷等領域得到了廣泛的應用。

生物傳感器是利用生物活性物質（即生物元件）做敏感器件，配以適當的換能器（即信號傳導器）所構成的分析檢測工具。生物傳感器由敏感元件（或生物元件）和信號傳導器組成。生物元件有：生物體、組織、細胞、細胞器、細胞膜、酶、酶組分、感受器、抗體、核酸、有機分子等。傳導器有：電流測量式、電流測定式、電導率測量式、阻抗測定式、光強測量式、熱量測量式、聲強測量式、機械式、“分子”電子式等。

生物傳感器的優點

生物傳感器的優點是：費用和成本低，采用固定化酶作催化劑，可重復多次使用；專一性好，只對特定的底物起反應，因此一般不需要進行樣品的預處理，干擾少；分析速度快，通常可在l分鐘內得到結果；準確性高，一般相對誤差小于1％；操作系統簡單，容易實現自動化分析。

幾種常用生物傳感器

酶傳感器 酶傳感器是發展最早，也是目前最成熟的一類生物傳感器。它是在固定化酶的催化作用下，生物分子發生化學變化后，通過換能器記錄變化從而間接測定出待測物濃度。

目前國際上已研制成功的酶傳感器有20余種，其中最成熟的是葡萄糖傳感器。使用時將酶電極浸入到樣品溶液中，溶液中的葡萄糖即擴散到酶膜上，在固定于酶膜上的葡萄糖氧化酶作用下生成葡萄糖酸，同時消耗氧氣，通過氧電極測定溶液中氧濃度的變化，推測出樣品中葡萄糖的濃度。

組織傳感器 利用動植物組織中多酶系統的催化作用來檢測待測物。由于所利用的是組織中的酶，無需人工提純過程，因而較穩定，使用時間長。

微生物傳感器 將微生物固定在生物敏感膜上，利用微生物的呼吸作用或所含有的酶類，來測定待測物質尤其是發酵過程中的物質濃度。

免疫傳感器 利用抗原和抗體之間的高度特異性，將抗原（或抗體）結合在生物敏感膜上，來測定樣品中相應抗體（或抗原）的濃度。

場效應晶體管生物傳感器 結合了晶體管工藝，所需酶或抗體量很少，被認為是第三代生物傳感器。目前實際應用不多，但發展潛力巨大。

近年來，生物傳感器的研制和開發已取得了顯著的進展，在許多行業都具有潛在應用價值。未來在與分子電子學、生物電子學等前沿學科的結合過程中，必將創造出更靈敏更新穎的生物傳感器，并將使生物傳感器向著微型化、便攜化和實用化發展。其中生物感受系統水平上的傳感器仍為主要發展方向。

生物敏感膜又稱分子識別元件，是生物傳感器的關鍵元件，它直接決定傳感器的功能與質量。依所選材料不同，可以有酶膜、全細胞膜、組織膜、細胞器膜、微生物膜、免疫功能膜和雜合膜等，各種膜的內容物見表。

上述是采用固定化技術制作的人工生物膜而不是天然的生物膜（如細胞膜）。