生物传感器相关论文例文,与生物传感器的部分应用相关论文查重免费

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摘 要：生物传感器应用非常广泛,本文主要对其在医学检测、食物分析、环境检测几个方面的应用进行介绍,并重

生物传感器相关论文例文

关 键 词：生物传感器；应用；医学检测；环境检测；食物分析检测

国际理论和应用化学联合会对生物传感器的定义是：“由生物或者与生物相关的敏感元件和物理化学传感器相结合构成的小型分析仪器.其中分子识别部分被用于识别被测目标,为可以引起某种物理变化或者化学变化的主要功能元件,是生物传感器选择性测定基础；信号转换部分则是将分子识别部分引起的变化转换成电信号的功能部件.”它是由现代生物技术与微电子、化学、光学、热学等学科交叉结合产生的,用固定化的生物活性材料与物理化学换能器有机结合,利用生物因子或生物学院来检测或计量化合物的装置,利用生物活性做识别元件,配以适当的物理或化学信号转换器构成的分析工具,其应用广泛如医疗检测、环境检测、发酵工业、食品工业、生物工程、农业、畜牧等于生命科学相关的领域.[1]

1医学检测

检验医学又被称为实验诊断学其作用是指对临床标本正确地收集与测定,并作出正确的解释和应用.国内的检验医学领域经过多年来的发展,已经演变为现今医学领域中一门独立的学科：“检验医学”.就目前国内各级医院检验科还有医学独立实验室都已在许多的检测项目中实现了全自动化,检验项目类型亦是从之前的百项逐渐发展到现在的近千多项,为临床医学提供了大量的可靠的有意义的检测结果.如今检验医学在我国临床医学中已经是不可或缺的一部分,其发挥的作用也越来越重要.

计算机技术、电子技术与数字信号处理技术不断的发展促进了相关科技的飞速发展,而医学科技的发展更是如此.列如PAT,立体定向全身伽玛刀治疗系统与多层螺旋CT,医学图象处理及传输系统与彩色多普勒超声诊断仪还有大型自动生化分析仪等等,而被广泛的应用于医学科技领域的传感器技术便是个非常典型的实例.现代医学电子技术迅速的发展着,进而使得多种先进科技电子产品被广泛的应用到医学科技领域.我国已经将传感器技术作为国家级“八五”重点科技攻关的项目,而日本将传感器技术视作十大技术之首也在积极研究中,但早在20世纪80年代美国科学家们便认为世界已进入传感器的时代.可见,传感器技术在医学领域的飞速发展是势不可挡的.[11]

1.1生物传感器在检测医学中的应用

临床医学中,最早研制又应用最多的是酶电极传感器.其原理是利用微生物具有不同生物特性的特点来代替酶,制成微生物传感器.而在军事医学中,对生物毒素的及时且快速的检测是防御生物武器的必要措施.生物传感器用于监测多种细菌和病毒还有毒素.生物传感器也可以测量乙酸和尿素、谷氨酸与乳酸、乳糖和抗生素还有尿酸等各类氨基酸,以及多种致癌和致变的物质.[12]

生物传感器还有一个作用就是监测生物大分子相互间的作用.借用这项技术就可以观察抗原与抗体间结合与解离的关系,同时较准确的测定抗体亲和力和识别抗原表位,从而帮助人们了解单克隆抗体的部分特性,以此来有目的地筛选具有最高应用潜力的单克隆抗体,较常规方法而言省时且省力,结果也更加的具有客观性.随着DNA电化学不断深入的研究及电子技术飞速的发展,结合了生物杂交特异性与电化学技术简单且灵敏的特点的电化学DNA生物传感器已能应用于电化学生物传感器并且测定出了艾滋和乙肝病毒的DNA片段序列.

用酶传感器同免疫传感器与基因传感器等来检测体液中各化学成分含量,为医生对病情的诊断提供有力的科学依据.如压电晶体生物传感器,同待测样品进行杂交反应,就可准确地诊断血清中HBV病毒的基因.

1.2生物传感器在军事医学中的应用

生物传感器于军事医学中主用于生物战剂和化学战剂的侦检.美国同瑞典在化学和生物传感器方面的研究一直都是世界的领先者.自1980年以来,美国一直都把生物传感器作为国防关键技术来研究的.而在瑞典召开的国际防化学术讨论会上,生物传感器都几次被国家学者们视为新型毒剂检测器的主要研究方向.

化学战剂检测中研究和使用最多的是乙酰胆碱脂酶传感器.在20世纪50年代,便已经有人设计出沙林毒剂的酶检测法,美国科学家利用酶生物传感器做出了所有化学战剂皆可进行准确且快速检测的报警器,还有我国的酶报警器报警系统以及英国的NAIAD报警探测器和荷兰的A-CAL都是利用这种原理而设计的.

生物战剂检测的应用中美国所发展的核生化预警系统与生物综合监测系统同样都是可以自动预警并且检测生物战剂.其原理是通过生物发光来检测ATP还有采用流式细胞仪及不同抗原和抗体的反应来检测病原菌,如葡萄球菌肠毒素与鼠疫杆菌以及肉毒毒素和炭疽芽孢杆菌其他的战剂的检测方法都还只在开发当中.[2]

2食物分析检测

多年来化学与生物检测新技术对生物学的研究做出了伟大的贡献.而生物传感器大多是以生物活性单元（如细胞、酶、核酸、抗体等等）作为敏感基元的,且对被分析的物质具有极高的选择性的现代化分析仪器.它可以通过各物理、化学换能器来捕捉目标物和敏感基元间的反应,而后将反应的程度以离散的或者连续的电信号表达出来,进而得出被分析物质的含量.因为它的分析迅速又准确使用简单且价格便宜,尤其是它可以对很多过去测定困难的成分进行有效的检测,还可以进行现场在线检测等优点,所以在食物的保鲜期预测和食物的成分分析,食物生产过中质量的在线控制还有食物的卫生检验等方面大多都使用生物传感器.

2.1食物中的基本成分检测

生物传感器能将食物中的一些基本的成分检测并分析,现如今能够准确检测分析的有蛋白质与部分有机酸、氨基酸还有一些食品添加剂矿物质元素和醇类等等.

2.2食物新鲜程度的测定

有关检测食物新鲜度的传感器在国外被广泛的应用于鱼的新鲜度测量,尤其是日本这个喜好生鱼片的国家.在鱼死亡后其体内的三磷酸腺苷将快速分解为黄嘌呤核苷酸与次黄嘌呤黄嘌呤还有尿酸,而黄嘌呤核苷酸则是新鲜味道主要的成分,黄嘌呤次黄嘌呤则会产生异味是鱼类变质的主要因素,所以黄嘌呤和次黄嘌呤就可以作为鱼的新鲜度指标.那如何知道鱼中黄嘌呤、次黄嘌呤的含量?一般的生物传感器无法做到,而酶生物传感器能测量出酶促反应时氧的消耗也可以测量出过氧化氢的含量,以此为凭推算出黄嘌呤、尿酸的含量,进而得出鱼的新鲜度.[6]此外其他肉类、奶类等食物皆是以此等方法用特定的传感器测量食物中使之变质的物质的存在量,来测定食物新鲜度的.

2.3食物里微生物以及各类有害物质的检测

1997年科学家们开发出一个电极系统,此项系统利用的是微生物代谢时所产生的电子在阳极上直接放电产生电流,以此电流的大小来反应所测物质中微生物的浓度,当然这种系统目前还不完善,检测不够准确.由此科学家们又想到了传感器,它为微生物的检测创造了更加广阔的新视野,有些传感器已经在研发改进中,但是相信不久就会出现科技的

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