传感器在医疗诊断技术中的应用

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1、传感器在医疗诊断技术中的应用专业班级：09电子工程（1）班学生姓名：指导教师：张永炬物理与电子工程学院传感器在医疗诊断技术中的应用专业班级：09电子工程（1）班学生姓名：指导教师：张永炬物理与电子工程学院传感器在医疗诊断技术中的应用摘要生物传感器是一个非常活跃的研究和工程技术领域，是发展生物技术必不可少的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。生物传感器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，在军事医学和临床医学中发挥着越來越大的作用。本文就让大家对传感器进行一次深入的认识，并且会简要介绍生物传感器在医疗诊断

2、技术中的应用以及发展前景。关键词：生物传感器；医疗诊断技术；发展前景前言传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出佶号的器件或装置的总称，通常被测量是非电物理量，输出信号一般为电量。随着现代科学的发展，传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科也得到迅速的发展，并且在工业自动化、测量和检测技术、航天技术、军事工程、医疗诊断等学科被越來越广泛地利用，同时对各学科发展还有促进作用［1］。在众多的传感器中，生物传感器作为一个后起之秀，逐步闪耀在国际生物学研究的舞台上，现在己经成为一个非常活跃的研究和工程技术领域，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，

3、处在生命科学和信息科学的交叉区域。生物传感器是发展生物技术必不可少的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。它们的共同特征是：探索和揭示出生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等基本规律，探讨应用于人类经济活动的基本方法。本文将主要简述生物传感器的历史背景、发展过程、现状、应用价值和实践意义，为大家进一步了解生物传感器提供一些帮助。—*生物传感器的简介生物传感器是对生物物质敏感并能将其浓度转换为电信号进行检测的仪器，是由固定化的生物敏感材料（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）作识别元件，并与适当的理化换能器（如氧电极、光敏管

4、、场效应管、压电晶体等等）及信号放人装置构成的分析工具或系统。它并不专指用于生物技术领域的传感器，它的应用领域还包括•环境监测、医疗卫牛:和食品检验等［2］o生物传感器与其它传感器的最人区别在于生物传感器的信号检测中含有敏感的生命物质。这些敏感物质有酶、微生物、动植物组织、细胞器、抗原和抗体等。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。生物传感器中的信号转换器与传统的转换器并没有本质的区别。例如：可以利用电化学电极、场效应晶体管、热敏电阻、光电器件、声学装置等作为生物传感器中的信号转换器。据此乂将传感器分为生物电极传感器，

5、半导体生物传感器光生物传感器，热生物传感器和压电晶体生物传感器等，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。生物传感器按照传感器器件检测的原理分类，可分为热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。生物传感器按照生物敏感物质相互作用的类型分类，可分为亲和型和代谢型两种。也可根据所监测的物理量、化学量或生物量而命名为热传感器、光传感器、胰岛素传感器等。生物传感器之所以能在当代社会得到快速发展，除了社会的需求，最主要的原因是因为它所具有的独一无二的特点：（1）采用固定化生物活性物质作催化剂，价

6、值昂贵的试剂可以重复多次使用，克服了过去酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点。（2）专一性强，只对特定的底物起反应，而且不受颜色、浊度的影响。（3）分析速度快，可以在一分钟得到结果。（4）准确度高，一般相对误差可以达到1%。（5）操作系统比较简单，容易实现口动分析。（6）成本低，在连续使用时，每例测定仅需要几分钱人民币。（7）有的生物传感器能够可靠地指示微生物培养系统内的供氧状况和副产物的产生。在产控制中能得到许多复杂的物理化学传感器综合作用才能获得的信息。同时它们还指明了增加产物得率的方向[3]o二生物传感器产生的历史背景有人把21世纪称为生命科学的世纪，也有人把21壯纪称为信息科

7、学的吐纪，但是我认为21III：纪是生物经济的时代。而生物传感器是介于信息和生物技术之间的新增氏点，它作为生物技术支撑及关键设备之一，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、生物芯片等研究中也必然会得到极人的发展，成为生物技术发展中出现的新产业链。它们将进一步与信息技术和结合，发展成为生物技术中的数字工程。三生物传感器的发展过程生物传感器的发展，自1962年Clar