生物传感器
生物传感器是一种利用生物分子的传感器,用于测量液体中是否存在某种物质。例如,医学界使用生物传感器检测血液中的病毒或测量血液中的葡萄糖水平。这些主要是护理点应用,直接结果非常重要。
生物传感器的工作原理
生物传感器由一个特定的生物识别元件和一个将识别变化转化为可测量电信号的元件(传感器,见图 1)组成。
识别元件可以是蛋白质、抗体、DNA 字符串或酶。这些天然分子专门与一种特定的其他物质发生反应或结合。
例如,抗体粘附在病毒上,或 DNA 字符串粘附在互补链上形成螺旋。这一过程会永久性地改变生物传感器,因此大多数生物传感器只能使用一次。
传感器将变化转化为可测量的电信号。电化学生物传感器通常使用工作电极作为传感器。
血糖测试
使用生物传感器的一个著名例子就是血糖测试。生物传感器含有葡萄糖氧化酶。这种酶会 "吃掉 "葡萄糖,并产生过氧化氢作为副产品。过氧化氢在电极上发生反应,产生可测量的电流。如果知道产生了多少过氧化氢,就能知道消耗了多少糖(葡萄糖),从而知道血液中含有多少糖。
护理点应用
生物传感器通常用于护理点应用。在这种情况下,必须在现场进行某种检测,而不可能在实验室进行检测。
例如,在发生事故时,救护车工作人员必须确定伤者是否感染了艾滋病毒。这种测试可以使用 便携式电位差计(如 Sensit Smart 或 EmStat)结合合适的生物传感器进行。
血糖检测也是一个例子。糖尿病患者无需去医院化验室,就可以在家里进行这种检测。
多用途生物传感器
有些生物传感器含有可在一次实验中捕获多种物质的物质。这些生物传感器可由集成了多路复用器(如 EmStat MUX)的恒电位仪使用。这种恒电位仪可以同时测量多个不同的电化学反应。