生物传感器发展现状

　　生物传感器是将生物活性物质固定化后作敏感元件配合适当的换能器组成的一种分析检测装置, 其具有: 响应快、准确度高,可进行在线检测。以下对生物传感器发展现状分析。

　　生物传感器研究起源于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。其标志性事件是：1985年“生物传感器”国际刊物在英国创刊;1987年生物传感器经典著作在牛津出版社出版;1990年首届世界生物传感器学术大会在新加坡召开，并且确定以后每隔二年召开一次。

　　此后包括酶传感器的生物传感器研究逐渐兴旺起来，从用一种或多种酶作为分子识别元件的传感器，逐渐发展设计出用其他的生物分子作识别元件的传感器，例如酶—底物、酶—辅酶、抗原—抗体、激素—受体、DNA双螺旋拆分的分子等，把它们的一方固定化后都可能作为分子识别元件来选择地测量另一方。除了生物大分子以外，还可以用细胞器、细胞、组织、微生物等具有对环境中某些成分识别功能的元件来作识别元件。甚至可以用人工合成的受体分子与传感器结合来测定微生物、细胞和相关的生物分子。

　　近年来，全球传感器市场一直保持快速增长，未来几年全球传感器市场将保持20%以上的增长速度，2015 年市场规模突破1500 亿美元。国内传感器市场持续快速增长，2011 年传感器市场规模为480 亿元，2012 年达到513 亿元，2013 年则超过640 亿元，年均增长速度超过20%。

　　目前，我国的传感器只有中低档产品基本满足市场需求，产品品种满足率在60%-70%左右。但从行业产品结构看，老产品比例占60%以上，新产品明显不足，高新技术类产品更少;同时数字化、智能化、微型化产品严重欠缺。

　　生物传感器展望

　　经过40年的发展,目前已经出现了各种类型的生物传感器,但是由于生物活性物质的不稳定性等缺点,造成生物传感器的重现性和稳定性还较差，目前进入应用阶段的生物传感器还不是很多,所以该技术尚处于起步阶段。但是随着生物学、微电子学等学科的飞速发展,生物传感器也必然会得到极大的发展。由此可以预见未来生物传感器将具有以下特点:功能多样化、体积小型化、智能化与集成化、低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命。

　　近来由于聚合酶链式反应技术(PCR)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用，不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用PCR技术的DNA压电生物传感器，可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上，用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的DNA样品进行同样的杂交反应并由PCR放大，产物为气单胞菌属(Aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因，这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能。

　　还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质，目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的PSP毒素[20]。DNA传感器也在迅速的得到应用，目前有一种小型化DNA生物传感器，能将DNA识别信号转换为电信号，用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性，并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法，目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化。

　　生物检测专用设备中的固定化酶生物传感器产品有市场前景、有科技含量、具有高附加值，但是受现阶段生物技术产品市场规模的限制，其市场容量相当有限。建议由国家支持建立一个小规模的国家工程技术中心，这有利于坚持一些小品种的生物传感器分析技术的社会服务，以推动相关产业的发展。以上对生物传感器发展现状分析。

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