生物传感器与医学的关系23谭传军

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1、生物传感器与医学的关系姓名：谭传军班级：2016药本23学号：201640116摘要：生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器，它在医学领域中的发挥着越来越大的作用。生物传感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，在医学方面，具有广阔的应用前景。相对于其他传感器，生物传感器具有明显的优点，本文阐述了生物传感器的概念，以及在医学方面的应用和前景。关键词：生物传感器；概念；应用；前景前言：生物传感器是一门交叉学科的研究与应用，它涉及了现代生物技术微电子学、化学等学科，是一种新等的高

2、科技产品。在生物医学工程、发酵工业、环境监测、食品检骑等多个领域，生物传感器都有着巨大的应用潜力。特别是随着生物医学工程的深入研究，传感器在医学上的应用也得到了迅速发展，在医学的发展中有若举足轻重的作用。【1】1生物传感器的概念、组成和分类1.1概念和组成生物器，是一种对生物物质并将其浓度变化为电信号的器件。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。1.2分类【2】1.2.1

3、根据生物传感器中分子识别元件即敏感元件可分为五类：酶传感器，微生物传感器，细胞传感器，组织传感器和免疫传感器。显而易见，所应用的敏感材料依次为酶、微生物个体、细胞器、动植物组织、抗原和抗体。1.2.2根据生物传感器的换能器即信号转换器分类有：生物电极传感器，半导体生物传感器，光牛物传感器，热牛物传感器，压电晶体牛物传感器等，换能器依次为电化学电极、半导体、光电转换器、热敏电阻、压电晶体等。1.2.3以被测目标与分子识别元件的相互作用方式进行分类有生物亲和型牛物传感器、代谢型或催化型生物传感器。2生物传感器的原理物质在生物敏感膜的检测，然后通过分子识别进行化学反

4、应，样品中的分析物敏感膜传感器（如外凝集素的糖蛋白，核酸及其互补片段等）反应会产生一定变化的物理信号（比如光，热，密度，体积，经仪器放大后并显示和记录。得出的信息如声咅等相应的信号转变可处理或者可变化的电信号，最后直接测定其电流或电压值。从而通过计算得到被测物质的量或浓度。相对于其他传感器，生物传感器具备很多优点:体积小，制作成本低，具有一定的抗干扰能力，可循环使用。即原理为被测物质一分子识别元件电信号（光信号）箭头一信号放大一数据处理。【3】3传感器在医学上的应用3.1血气分析利用生物传感器分析动脉血气必要措施是监测气体交替和代谢，比较适合是呼吸衰竭等危重病

5、人及手术麻醉期间。对于传统分析的不足，血气分析的优势十分明显，传统分析必须中断采集血液样本，然后仪器分析，检验报告滞后,对那些需要长时间在危重患者血气监测，必须重复血液抽取气，十分不方便，而且及易得医源性感染。动脉血气有许多优点：实时监测血实时观测可以改变趋势，有利于及时发现病情变化从而来调整治疗方面或者手术的计划，避免采血引发的感染或者失血。血管内实时血气分析仪通过插入小型化的探头，在体内连续监测动脉血气的实吋变化，将极大地改良当今危重医学的临床监测能力。[4]3.2癌症早期诊断随着人们健康意识的提高,对各种疾病的预防、早期发现、诊断与治疗成为人类关注的焦点

6、。因而发展具有高灵敏性、高选择性的生物传感器对于重大疾病的早期诊断和检测指标的定量化具有重要的现实意义。电化学牛物传感就是其中最让人们感兴趣的方法之一,它可以很容易地实现对生物样品的高通量定量检测。利用合理设计多功能纳米探针和纳米生物界面而构成的电化学生物传感器,通过优化界面电子转移及生物分子识别过程,可以实现信号放大、检测特异性提高以及多组分检测的生物传感。[5]3.3电生理检查电生理检查:8-16电极设置在脑细胞的脑电活动的一定位置上，通过生物传感器进行放大和描述。一般情况下，脑电图具有一定的规律,然而当大脑皮质损伤或者病变时，会破坏脑电图的正常图形，波形

7、会发生变化，所以通过对波形的变化分析,可以帮助一些大脑疾病的临床治疗与诊断【6】3.4【7】临床上用免疫传蒜器等生物传感器来检测体液中的各种化学成分，监测多种细菌、病毒以及毒素。抗体是一种具有很强选择性的分析试剂，现已利用动物体这种功能制备出抗激素、酶、病毒、癌抗原、细菌抗原和其它许多蛋白质的抗体,并利用抗体和抗原的特异反应测电笔这些微量物质。3.4.1AEP免疫传感器用于跨断原发性肝癌AFP(甲胎蛋白)是胚胎肝细胞所产生的一种特殊蛋白质.为胎儿血清的正常组成成分。健康成人，除孕妇和少数肝炎患者外.血清中测不出AFP.但在原发性肝癌和胚胎性肿瘤患者血清中可测出

8、.因此近几年采用检测病人血清中AFP的