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生物传感器的历史以及发展趋势 论文.doc

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生物传感器的历史以及发展趋势 论文.doc
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生物传感器的历史以及发展趋势学院:电子学院专业:电气测试技术与仪器学号:52150722103姓名:尹泽龙目 录一 前言.1二 正文.22.1 生物传感器概述2.2 生物传感器发展现状以及应用2.3 生物传感器的产业发展前景展望以及预测三 结论参考文献摘要传感器技术是一项当今世界令人瞩目,迅猛发展的高新技术,也是当代科学技术发展的一个重要标志,它与通信技术,计算机技术构成信息产业的三大支柱。随着微处理器技术,计算机技术和信息处理技术的高速发展,传感器作为信息采集系统的前端单元,其重要性已变得越来越明显。其中的生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,起到了越发重要与不可替代的作用。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:传感器技术,生物传感器,生物技术,环境监测,产业链ABSTRACTBio sensor especially microbial sensor in recent years in fermentation industry and environmental monitoring in the field of research and application makes the contribution to the development prospect and market into prediction and prospect. Biological electrode is composed of immobilized organisms as molecular recognition of components of the sensitive materials, and oxygen electrode, the film electrode and fuel electrode is composed of biological sensors, in fermentation industry, environmental monitoring, food monitoring and clinical medicine etc widely application. Sensor has good specificity, easy operation, simple equipment, quick and accurate measurement, scope application. Along with the development of the technique of immobilization, biological sensors in the market have strong competitiveness.Key words: Sensor biotechnology Environmental monitoring Industrial chain 正 文2.1 生物传感器概述传感器种类繁多,其中生物传感器技术是用生物活性材料(酶,蛋白质,DNA,抗体,抗原,生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是一种先进的检测方法与监控方法,也是物质分子水平的快速,微量分析方法。它必将在国民经济中的临床诊断,工业控制,食品和药物分析(包括生物药物研究开发),环境保护以及生物技术,生物芯片等研究中有着广泛的应用前景。生物传感器的研究起源于 20 世纪的 60 年代,1967 年 Updike 和Hicks 把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧电极组装在一起,首先制成了第一种生物传感器,即葡萄糖酶电极。到 80 年代生物传感器研究领域已基本形成。现代生物传感器的研究和工程技术领域呈现一种非常活跃的气氛,它与生物信息学、生物芯片、生物控制论、仿生学、生物计算机等学科一起,处在生命科学和信息科学的交叉区域。生物传感器的研究重点是:广泛地应用各种生物活性材料与传感器结合,研究和开发具有识别功能的换能器,并成为制造新型的分析仪器和分析方法的原创技术,研究和开发它们的应用。2004 年在西班牙格拉纳达会展中心召开的第八届世界生物传感器大会可以说是世界生物分析系统领域的一次大的盛会,按期召开的世界生物传感器学术大会反映了生物传感器技术发展的历程,体现了这一领域的发展新动向。第八届世界生物传感器大会涉及领域内容空前广泛,对 9 个专题进行了分组讨论。包括核酸传感器和 DNA 芯片、免疫传感器、酶传感器、组织和全细胞传感器、用于生物传感器的天然与合成受体、新的信号转导技术、系统整合/蛋白质组学/ 单细胞分析、生物电化学/生物燃料/微分析系统、商业发展和市场。2.2 生物传感器的发展现状以及应用生物传感器正进入全面深入研究开发时期,各种微型化,集成化,智能化,实用化的生物传感器与系统越来越多。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的测定分析,例如在食品工业中,葡萄糖的含量是衡量水果成熟度和储藏寿命的一个重要指标。已开发的酶电极型生物传感器可用来分析白酒,苹果汁,果酱和蜂蜜中的葡萄糖等。2)环境监测近年来,环境污染问题日益严重,人们迫切希望拥有一种能对污染物进行连续,快速,在线监测的仪器,生物传感器满足了人们的要求。目前,已经有相当部分的生物传感器应用于环境监测中。例如二氧化硫是酸雨酸雾形成的主要原因,传统的检测方法很复杂。现将亚细胞类脂类固定在醋酸纤维膜上,和氧电极制成安培型生物传感器,对酸雨酸雾样品溶液进行检测。3)医学领域生物传感器已应用于检测多种细菌,病毒和其毒素。在临床医学中,酶电极式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。生物传感器技术不仅为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法,而且因为其专一,灵敏,响应快等特点,在军事医学方面,也具有广阔的应用前景,例如对生物毒素的及时快速检测时防御生物武器的有效措施。2.3 生物传感器的产业发展前景展望以及预测近年来,随着生物科学,信息科学和材料科学发展的推动,生物传感器技术飞速发展,可以预见,未来的生物传感器将具有以下特点。1)功能多样化未来的生物传感器将进一步涉及医疗保健,疾病诊断,食品检测,环境监测,发酵工业等各个领域。目前,生物传感器研究中的重要内容之一就是研究能代替生物视觉,听觉和触觉等感官器官的生物传感器,既仿生传感器。2)微型化随着微加工技术和纳米技术的进步,生物传感器将不断的微型化,各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断,在市场上直接检测食品成为可能。3)智能化和集成化未来的生物传感器必定与计算机紧密结合,形成检测的自动化系统,自动采集数据,处理数据,更科学,更准确的提供结果。同时,芯片技术将越来越多的进入传感器领域,实现检测系统的集成化,一体化。结 论生物传感器毋庸置疑会成为未来科技的的热点,它将会为社会的各方面提供便利,而且能促进各学科交流,有着巨大经济效益和科技魅力,是一个国家科技实力的体现。目前,我国跟国外在生物传感器研究方面还是有着不小的差距,但这也正是我们努力发展生物传感技术的动力。参考文献:【1】周 旭 编著 《现代传感器技术》 国防工业出版社;【2】张兰红 编著 《生物传感器在医学上的应用》 中国科技信息;【3】陈 玲 生物传感器的研究进展综述 传感器与微系统;
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