生物传感器

生物传感器是一种集现代生物技术与电子技术为一体的高科技产品。它是使用具有特异选择性的生物元件,如酶、抗体、受体、微生物、组织、DNA及单克隆等为基础,应用生物化学和电化学反应原理,将生化反应信号转化为电信号,经过放大及模/数转换,就可以测量出被测浓度的一种先进测试     

生物传感器的研究进展综述

生物传感器是一种对生物物质的敏感,并且将其浓度转换成电信号进行检测的仪器。生物传感器是一种由固定化的生物敏感材料作为识别酶、抗原和微生物等生物活性物质,并且能够和适当的理化换能器和信号放大设备构成的分析的系统或者是工具,具有接收器和转换器的功能。目前生物传感器在食品工业、环境监测和发酵工业以及医学等领域都有所应用,并且随着生物科学等成果的发展,已经有了飞速的发展。本文将对生物传感器的发展现状进行分析,并且简述其在各个领域的应用情况。     

全细胞生物传感器的设计及其在环境监测中的应用

全细胞生物传感器是一种以微生物全细胞为敏感元件,可以快速感应环境中的毒性物质及污染物的装置。因其具有响应快、体积小、成本低、可实现原位监测等优势,在环境监测、药品研发、食品工业等领域显示出巨大潜力。综述了全细胞生物传感器的原理、分类及其在环境污染物监测领域的应用进展等,并对其未来的发展趋势进行了展望,以期为全细胞生物传感器的开发与利用提供参考。     

外切酶Ⅲ介导的功能核酸生物传感器研究进展

外切酶Ⅲ(Exonuclease Ⅲ,Exo Ⅲ)是一种可以特异性识别并催化dsDNA从3'-羟基端逐步水解并释放出单核苷酸的核酸酶,而对ssDNA的水解作用十分有限。基于Exo Ⅲ的外切酶活性,搭载不同的信号输出方式,该酶已被成功运用到DNA、小分子和金属离子等靶物质的放大检测中。本文主要根据所检测的靶物质不同,对Exo Ⅲ介导的生物传感器进行了分类综述,阐述了各传感器的基本设计原理和灵敏度等方面内容。此外,对Exo Ⅲ与其他信号放大策略或纳米材料相结合的最新研究进展也做了较为详细的介绍。最后,对Exo Ⅲ介导的生物传感器的优缺点和发展前景进行了总结和展望,有助于Exo Ⅲ介导的生物传感器在环境监管、生物分析或临床诊断领域的深层次应用和继续研发。     

末端脱氧核酸转移酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

末端脱氧核酸转移酶(TdT酶)是一种DNA聚合酶,可以催化脱氧核苷酸结合到DNA分子的3'羟基端,并且该反应无需特定的模板。目前,基于末端脱氧核酸转移酶可对模板核酸链的末端进行延伸这一特性,搭载不同的信号输出及扩增方式,构建了一系列的生物传感技术,如电化学生物传感器、荧光生物传感器、表面离子共振生物传感器等。对各类传感器的基本设计原理和应用进行了阐述。根据TdT酶的性质设计的一系列生物传感器具有简单、快速、廉价、灵敏度高、特异性好等优点,实现了对金属离子、病原体、蛋白质等的检测。最后对TdT酶介导的生物传感器目前的研究现状进行了总结并且对TdT酶未来的发展方向进行了展望。     

SPR生物传感器及其应用进展

基于表面等离子体共振 (SPR)技术的光学生物传感器是进行生物分子相互作用分析的一种先进手段。与传统的超速离心、荧光法等相比 ,它具有实时检测、无需标记、耗样最少等特点 ,在药物筛选、临床诊断、食物及环境监控和膜生物学等领域中的新兴应用日益扩大 ,并且已成为生命科学和制药研究的一种标准的生物物理学工具。综述了近几年国际上生物传感器的应用进展情况 ,并简要展望了该技术的发展和应用前景     

压电生物传感器

压电生物传感器是一种将高灵敏的压电传感器与特异的生物反应结合在一起的新型生物分析方法,这一方法不需要任何标记,且食品构造简单、操作方便,引起人们的浓厚兴趣,逐渐成为生物传感器领域中的一项研究热点。本文就压电免疫传感器及压电基因传感器在微生物、蛋白质及基因检测等方面的研究应用作一综述。压电生物传感器在分子生物学、疾病诊断和治疗、新药开发、司法鉴定等领域具有很大开发潜力。     

纳米材料在电化学生物传感器中的应用

随着科学技术的快速发展,越来越多的新型材料被研究出来并且广泛地运用,纳米材料就是最具有代表性的一种新型材料,它的出现使很多领域中的难题得到了解决。纳米作为一种直径极小、灵敏度以及选择性超高的特殊材料,已经被用于电化学生物传感器的研发当中,本文将对纳米材料在电化学生物传感器中的应用进行简单的分析和研究,希望能够为传感器的研制提供一些帮助。     

荧光铜纳米簇介导的生物传感器的研究进展

荧光铜纳米簇(Fluorescent copper nanoclusters,CuNCs)是以脱氧核糖核酸链(Deoxyribonucleic acid,DNA)为模板,以二价铜离子(Cu2+)、抗坏血酸等为反应物生成的铜晶体,纳米级大小,其具有荧光性,可以作为生物传感器输出信号的一种方式。荧光铜纳米簇的生成快速、简便、安全,因此近年来涌现出很多关于荧光铜纳米簇原理和应用方面的研究。从支持传感器工作的介导物质以及信号输出方式两方面对荧光铜纳米簇进行分类,详细阐述了每一类别传感器工作的原理,并对比同类型传感器的优缺点,最后对荧光铜纳米簇介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望。以便读者对荧光铜纳米簇生物传感器发展历程和方向,对荧光铜纳米簇生物传感器的实用性和多形性有所了解,在未来的研究发展中得到启示,使荧光铜纳米簇成为一种更加实用和便捷的生物传感工具。     

科技动态与服务

新型传感器能紧紧追踪靶位生物分子美国加州劳伦斯实验室的科学家新近研制出一种新型传感器,它能紧紧锁住靶位生物分子和有机体,可以迅速测定出患者感染的病原,筛选新酶种,用于检测含特定污染物空气和水的样品。该传感器的特点是,在低浓度样品条     

用于环境监测的生物传感器

生物传感器是一项综合了多门学科的高新技术,具有特异性好、灵敏度高、分析速度快、能在复杂体系中在线连续监测等特点,被广泛用于生命科学、医学检验、食品安全及环境监测等多个领域。其中,在环境检测中的应用尤为令人瞩目。该文概括了生物传感器的原理、发展以及分类。并以各类生物学识别元件为依据将生物传感器分为酶传感器、微生物传感器、组织器官传感器、细胞器传感器、免疫传感器、DNA传感器等几种基本类型,分别回顾了各类生物传感器在环境监测中的应用情况,并对其应用前景进行了展望。     

恒温技术介导的功能核酸生物传感器研究进展

随着社会不断发展,消费者对食品安全的关注度日渐上升,食品多样性日益增加,食品流通量日益增长,对食品安全检测技术的要求不断提升。功能核酸通过形成特定的空间结构,能够发挥除了储存遗传信息以外的多种功能,在检测领域起到重要作用。功能核酸生物传感器是一类利用功能核酸进行信号识别、信号放大或者信号输出的传感器,具有高灵敏度、高特异性、检测时间短、成本低等优势。为了避免对变温仪器设备的依赖,实现现场检测,恒温技术介导的功能核酸生物传感器发展迅速。相对于变温技术,恒温技术无需变温设备,有些在室温条件下即可进行,能够降低检测成本,在一定程度上缩短检测时间。根据恒温技术在功能核酸生物传感器中的功能不同,可以分为恒温介导的信号识别技术、信号放大技术和信号输出技术。就这3个方面对恒温技术介导的功能核酸生物传感器展开论述,并从理论层面、应用层面和学科交叉方面提出展望。     

压电生物传感器

压电生物传感器是一种将高灵敏的压电传感器与特异的生物反应结合在一起的新型生物分析方法,这一方法不需要任何标记,且仪器构造简单、操作方便,引起人们的浓厚兴趣,逐渐成为生物传感器领域中的一项研究热点。本文就压电免疫传感器及压电基因传感器在微生物、蛋白质及基因检测等方面的研究应用作一综述。压电生物传感器将在分子生物学、疾病诊断和治疗、新药开发、司法鉴定等领域具有很大开发潜力。     

生物传感器

生物传感器是对被分析物具有高度的选择性的分析器件。它的敏感元件是生物活性单元,转换元件是物理、化学等转换元件。生物传感器具有检测速度快、灵敏度高、成本低、操作简便以及可进行连续动态监测等优点。本文介绍了生物传感器的发展现状及工作原理,并对生物传感器在环境监测、食物质量和医学方面的应用研究进行了阐述。     

基于信号放大技术的适体生物传感器研究进展

信号放大技术因其能实现低浓度分子检测,灵敏度高而在多个研究领域发展非常迅速。而适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、生化分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越来越受到人们的关注。综述了近3年来基于信号放大技术的适体生物传感器研究新发展。     

生物传感器应用于食源性致病菌检测研究进展

生物传感器技术是一种由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透形成起来的高新微量分析技术,具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、能在复杂的体系中进行在线连续监测的特点.本文根据生物传感器的分子识别元件将生物传感器分为DNA传感器、免疫传感器、细胞传感器三大类,简要介绍各种生物传感器的原理及其在检测食源性致病菌方面的应用情况,并对未来生物传感器应用于实际检测进行了展望.     

压电免疫传感器的研究进展

生物传感器是近年来发展起来的一种新技术,能实时检测到传感器表面的抗原抗体反应,它可促使免疫诊断方法向定量化、操作自动化方向发展,成为生物医学领域的研究热点之一.本文简要介绍了生物传感器的基本概念与压电晶体免疫传感器的基本原理、设计与构造,并对常见的压电石英晶体免疫传感器生物敏感膜的制备方法进行了综述.     

FEN1酶介导的功能核酸生物传感器的研究进展

瓣状核酸内切酶-1(Flap endonuclease 1,FEN1)是一种可以识别三碱基重叠结构(三核酸)并对其进行切割,释放出5’-flap片段的结构特异性酶,并且有着高效稳定的切割效率。基于此种特性,通过不同的信号输出方式,FEN1酶现被用于DNA、RNA、病毒等放大检测中。首先对FEN1酶的发现、性质以及作用方面做了相应介绍,然后根据所检测的靶物质不同,对FEN1酶所介导的生物传感器进行分类,主要包括对单核苷酸多态性的检测、甲基化检测、基因型检测、RNA检测、病毒检测、肿瘤检测和微生物检测等。此外,对FEN1酶与纳米材料的结合以及体内表征及治疗也进行了较为详细的介绍。同时,还对传感器之间的原理、灵敏度、特异性及适用领域等方面进行比较和优缺点的简单评价。最后,对FEN1酶所介导的生物传感器的中存在的不足,以及未来的发展方向进行了展望,旨在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的FEN1功能核酸生物传感器提供理论参考。     

电化学阻抗谱在生物传感器研究中的应用进展

电化学阻抗谱(EIS)是近年快速发展起来的一种电化学分析方法。它具有良好的界面表征作用,特别适合于分析电极表面生物敏感膜的制备、生物学反应的动力学机制,已逐渐成为生物传感器研究的有效辅助方法。简要概述了EIS技术的原理,及其在各种生物传感器中的应用进展。     

基于酶电极的乳酸检测生物传感器

乳酸(C₃H₆O₃),又名2-羟基丙酸、丙醇酸,属于羟基酸的一种。乳酸在食品工业、临床医学、生物技术等行业具有极其重要的意义,因此如何高通量检测不同样品中的乳酸成为目前业界研究的重点。传统乳酸检测方法操作繁琐、费时费力或需要昂贵的检测设备,乳酸生物传感器可以克服这些限制,不需要样品制备,能够快速、简便、可靠地定量测定食品或血浆中的乳酸,具有广阔的应用前景。乳酸酶电极生物传感器主要有两种类型——基于L-乳酸氧化酶(L-LOD)和L-乳酸脱氢酶(L-LDH)的乳酸生物传感器。本文综述了L-LOD和L-LDH结构特征、来源及催化机理,讨论了改善基于酶电极的乳酸传感器性能的3种策略(电极材料改造策略、酶固定化策略、酶分子工程改造策略),还根据用于制造乳酸生物传感器的不同载体包括膜、透明凝胶基质、水凝胶载体、纳米颗粒等对乳酸生物传感器进行了归类分析,最后本文将目前商品化应用的酶电极乳酸生物传感器特点进行了对比总结讨论,阐述了乳酸生物传感器的未来应用方向,并对未来发展前景进行了展望。