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生物傳感器
生物傳感器1
日本正興電機集團以青鳉魚(Oryzias latipes)為觀測目標,通過大量的研究實驗,成功獲得了其中毒早期異常行為的相關數(shù)據(jù),并以此為基礎,與日本九州大學聯(lián)合研制成一種可以在早期發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常的新型水質(zhì)監(jiān)測設備--生物傳感器.該裝置首次實現(xiàn)了將生物運動轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)進行分析,即通過對生物(青鳉魚)運動的.實時檢測,有效實現(xiàn)了對水質(zhì)污染的早期發(fā)現(xiàn),這也是該裝置最突出的優(yōu)勢.
生物傳感器2
一、生物傳感器的原理
待測物質(zhì)經(jīng)擴散作用進入生物活性材料，經(jīng)分子識別，發(fā)生生物學反應，產(chǎn)生的信息繼而被相應的物理或化學換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號，再經(jīng)二次儀表放大并輸出，便可知道待測物濃度。
二、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、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、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。
三、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多次使用，克服了過去酶法分析試劑費用高和化學分析繁瑣復雜的缺點。
�。�2）專一性強，只對特定的底物起反應，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。
四、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,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),這一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、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。
五、家用醫(yī)療保健類生物傳感器
手掌型血糖分析器：糖尿病人可以自測的手掌型血糖分析器已經(jīng)達到大規(guī)模應用的程度。在上世紀７０年代血糖自我監(jiān)測儀器就已問市，使血糖的檢驗由醫(yī)院延伸到家中。上個世紀８０年代，新一代血糖及操作技術簡單化，使得自我監(jiān)測血糖的準確度提高了。這是研究者最初沿著干化學試劑條測定尿糖濃度的思路，采用酶法葡萄糖分析技術，并結(jié)合絲網(wǎng)印刷和微電子技術制作的電極，以及智能化儀器的讀出裝置，三者完美地組合成微型化的血糖分析儀。
[摘要]傳感器作為可以感應電量和非電量的電子元器件，已經(jīng)是普遍應用于各個領域，從家庭應用的聲控開關到壓電射流速率傳感器在遠程火箭偵察彈上的應用，已經(jīng)成為不可缺少的部分。而今，對人類健康有著重大聯(lián)系的生物傳感器又在蓬勃發(fā)展。本文就生物傳感器的原理、種類及其特點作了介紹。
生物傳感器3
科技日報華盛頓20xx年6月7日電（記者毛黎）美國加州大學洛杉磯分校的研究人員6日表示，他們首次發(fā)現(xiàn)了人體細胞生物傳感器分子的機理，為復雜的細胞控制系統(tǒng)提出了新的闡述。相關內(nèi)容將以“本周論文”的形式刊登在6月10日出版的《生物化學雜志》上，該成果有望幫助人們開發(fā)出應對高血壓病和遺傳性癲癇癥等疾病的特殊療法。
人體細胞控制系統(tǒng)能夠引發(fā)一系列的細胞活動，而生物傳感器是人體細胞控制系統(tǒng)的重要組成部分。被稱為“控制環(huán)”的傳感器能夠在細胞膜上打開特定的通道讓鉀離子流通過細胞膜，如同地鐵入站口能夠讓人們進入站臺的回轉(zhuǎn)欄。鉀離子參與了人體內(nèi)關鍵活動，如血壓、胰島素分泌和大腦信號等的調(diào)整。然而，控制環(huán)傳感器的生物物理功能過去一直未為人們所了解。
研究人員發(fā)現(xiàn)，如同能夠監(jiān)視周圍環(huán)境并能發(fā)出聲信號的煙霧報警器，細胞能夠通過了解變化和產(chǎn)生反應的分子傳感器來控制細胞內(nèi)的環(huán)境。當鈣離子與控制環(huán)結(jié)合時，構(gòu)成了被稱為BK通道的細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，細胞作出的反應是允許鉀離子通過細胞膜。BK通道存在于人體多數(shù)細胞中，它們掌控著基本的生物過程，如血壓、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)電信號、膀胱肌肉收縮和胰腺胰島素分泌等。
加州大學洛杉磯分校研究人員首次證明控制環(huán)如何被激活，以及如何重新調(diào)整自己以便打開讓鉀離子穿過細胞膜的通道。利用實驗室中先進的電生理學、生化和光譜儀技術，研究人員觀察到鈣離子與控制環(huán)的結(jié)合以及控制環(huán)結(jié)構(gòu)的變化。該變化是其將鈣離子結(jié)合的化學能轉(zhuǎn)化為幫助打開BK通道的機械能。
研究負責人、洛杉磯分校麻醉學系分子醫(yī)學部副教授里卡多·奧爾塞斯表示，在類似于活細胞的條件下，他們能夠控制發(fā)生在生物傳感器中的生物物理變化。他們相信細胞中的'變化反應了人體中BK通道運行時分子的活動情況。
研究報告作者安諾�！べZ沃荷瑞恩認為，人體分子生物傳感器是令人興奮的研究領域，希望研究成果能夠讓人類更深入地了解復雜的生物傳感器是如何運作的。由于BK通道和其傳感器與正常生理機能的許多方面相關，因此研究人員還相信，生物傳感器工作過程也許與疾病的不少方面也相關，例如，已證明BK傳感器的失常與遺傳性癲癇病有關。
研究人員將進一步了解BK控制環(huán)感應器以及通道是否涉及傳感小分子（而不是鈣離子），這些小分子在人體工作中同樣也具有十分重要的生物意義。
6.下列表述不屬于美國加州大學洛杉磯分校的研究人員的發(fā)現(xiàn)的是（ ）
A.生物傳感器能夠在細胞膜上打開特定的通道讓鉀離子流通過細胞膜，如同地鐵入站口能夠讓人們進入站臺的回轉(zhuǎn)欄。
B.當鈣離子與控制環(huán)結(jié)合時，構(gòu)成了被稱為BK通道的細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，細胞會允許鉀離子通過細胞膜。
C.細胞能夠通過了解變化和產(chǎn)生反應的分子傳感器來控制細胞內(nèi)的環(huán)境，這就如同能夠監(jiān)視周圍環(huán)境并能發(fā)出聲信號的煙霧報警器一樣。
D.利用實驗室中先進的電生理學、生化和光譜儀技術，研究人員觀察到鈣離子與控制環(huán)的結(jié)合以及控制環(huán)結(jié)構(gòu)的變化。
7.下列表述符合原文意思的一項是 （ ）
A.研究人員首次發(fā)現(xiàn)了人體細胞生物傳感器分子的機理，為復雜的細胞控制系統(tǒng)提出了新的闡述，該發(fā)現(xiàn)能幫助人們開發(fā)出應對高血壓病和遺傳性癲癇癥等疾病的特殊療法。
B.鉀離子掌控著基本的生物過程，如血壓、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)電信號、膀胱肌肉收縮和胰腺胰島素分泌等。
C.洛杉磯分校麻醉學系在一定條件下，能夠控制發(fā)生在生物傳感器中的生物物理變化。他們相信細胞中的變化反應了人體中BK通道運行時分子的活動情況。
D.利用實驗室，研究人員觀察到控制環(huán)結(jié)構(gòu)的變化。該變化是其將鈣離子結(jié)合的機械能轉(zhuǎn)化為幫助打開BK通道的化學能。
8.下列對文章內(nèi)容的理解和推斷符合文意的是 （ ）
A.分子傳感器能夠監(jiān)視周圍環(huán)境并能發(fā)出聲信號，細胞能夠通過了解分子傳感器的變化和產(chǎn)生的反應來控制細胞內(nèi)的環(huán)境。
B.控制環(huán)傳感器的生物物理功能過去一直未為人們所了解， 而現(xiàn)在洛杉磯分校研究者的發(fā)現(xiàn)并揭開了它的分子機理。
C.己證明BK傳感器的失常與遺傳性癲癇病有關，因此研究人員還相信，生物傳感器工作過程也許與疾病的不少方面也相關。
D.人體分子生物傳感器是令人興奮的研究領域，人類更深入地了解復雜的生物傳感器如何運作后，將能夠治愈許多重大疾病。
9.指出本文采用了哪些說明方法。（至少兩種，要求列舉原文說明） （3分）
參考答案：
6．A“生物傳感器能夠在細胞膜上打開特定的通道讓鉀離子流通過細胞膜，如同地鐵入站口能夠讓人們進入站臺的回轉(zhuǎn)欄”見第二段，它不是研究人員的新發(fā)現(xiàn)。
7．C A項將可然說成必然。“掉了“有望”這個詞；B項偷換概念，見第四段，“BK通道存在于人體多數(shù)細胞中，它們掌控著基本的生物過程……” D項原文是“該變化是其將鈣離子結(jié)合的化學能轉(zhuǎn)化為幫助打開BK通道的機械能” 。
8．選B A項原文是“ 如同能夠監(jiān)視周圍環(huán)境并能發(fā)出聲信號的煙霧報警器，細胞能夠通過了解變化和產(chǎn)生反應的分子傳感器來控制細胞內(nèi)的環(huán)境。”只是一個比喻。C項強加因果。D項原文是“生物傳感器工作過程也許與疾病的不少方面也相關”。選項說得太絕對。
9.①打比方，如“被稱為“控制環(huán)”的傳感器能夠在細胞膜上打開特定的通道讓鉀離子流通過細胞膜，如同地鐵入站口能夠讓人們進入站臺的回轉(zhuǎn)欄”。②舉例子，如“例如，已證明BK傳感器的失常與遺傳性癲癇病有關�！保▋煞N方法都說對了得3分，只說對一種得1分）