​科普|生物传感器

01原理

首先生物传感器的组成包含抗体、抗原、蛋白质、DNA或者酶等生物活性材料，当待测物质进入传感器后，这些生物活性材料与待测物进行分子识别，然后发生生物反应并产生信息，这些信息进一步被化学换能器或者物理换能器转化为声、光、电等信号，仪器将信号输出，我们就能够得到待测物质的浓度。

02分类

1. 按照其传感器中所采用的生命物质分类，可分为：微生物传感器、、组织传感器、酶传感器、DNA传感器等。

2. 按照传感器器件检测的原理分类，可分为：热敏生物传感器、、光学生物传感器、酶电极生物传感器等。

03运用

1. 食品：用于监测合成生物食品和发酵食品所受的微生物污染，如内毒素污染。

2. 医学：酶传感器用于临床上测定尿素、葡萄糖、乳酸、天门冬酰胺等生化指标，基因传感器是主要用于结核杆菌、艾滋病毒和乙肝炎病毒等的检测。

3. 环境：在环境监测中，其应用主要涉及水源、土壤和空气等方面。水源监测中酶传感器能检测水中的酸碱度、氮、磷等离子体含量，而细胞传感器则可检测水中的细菌和病毒等微生物；土壤监测中抗体传感器可用于监测土壤重金属含量；大气监测中生物传感技术不仅被用在测定大气中的 CO2、NOx、SO2等的含量及浓度，还被用在监测甲醛等直接影响到我们的居住环境的气体污染物上。

04前景

自1962年它被发明以来，经过几十年的发展，出现了丰富多样的生物传感器类型，却没有大规模商业化应用。其原因在于，它的较难批量生产。生物传感器是多学科综合交叉的一门技术，主要的发展趋势是多功能化、微型化、智能化、集成化。未来生物传感器的研究工作将主要围绕大规模的应用在实际中而努力，最终逐步市场化和商品化。相信不用多久，新一代高灵敏度、低成本、高稳定性等众多优势的生物传感器将在环境监测领域，将发挥更大的作用。

审核编辑 黄宇