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1、生物传感器中国科学院研究生院姚鑫E-mail:yaox@mail.tsinghua.edu.cn学习这门课的目的通过本课程的学习，了解各类生物传感器的基本原理、特点、技术方法和应用。了解生物传感器的及发展趋势，为以后从事相关领域研究打好基础.参考书张先恩主编，《生物传感器》，化学工业出版社，北京，2006布莱恩R.埃金斯著，罗瑞贤等译，《化学传感器与生物传感器》，化学工业出版社，北京，2005几个生物传感器的例子DNA-表面等离子激元共振仪(SPR)多肽-电化学DNA-电化学PNA/DNA-SPR葡糖淀粉酶支链淀粉酶-石英晶体微天平Figure2.(A)Timecoursesof
2、frequencychangesoftheamylopectinimmobilizedQCM,respondingtotheadditionofglucoamylaseat(a)16,(b)27,(c)38,and(d)54nM.Thecurve(e)showsthehydrolysisofthepullulan-immobilizedQCMat540nMglucoamylase(25°C,20mMacetatebuffer,pH4.8,0.1MNaCl).传感器传感器:是一种装置,是检测或测量一种物理性质并进行记录,显示或以其他方式作出响应.化学传感器:一种装置,通过某种化学反
3、应以选择性方式对特定的待分析物质产生响应从而对分析质进行定性或定量测定传感器物理传感器:用以测量距离,重量,温度,压力和电性能生物传感器:一种装置,其采用某种生物敏感元件与转换器相连接.检测物质也可以是纯化学物质,识别元件是生物质第一章绪论分析生物技术的一个重要领域便是生物传感器(biosensor),它是一个典型的多学科交叉产物,结合了生命科学、分析化学、物理学和信息科学及其相关技术，能够对所需要检测的物质进行快速分析和追踪。生物的基本特征之一，是能够对外界的各种刺激作出反应。其所以能够如此，首先是由于生物能感受外界的各类刺激信号，并将这些信号转换成体内信息处理系统所能接收并处
4、理的信号。例如，人能通过眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官将外界的光、声、温度及其它各种化学和物理信号转换成人体内神经系统等信息处理系统能够接收和处理的信号。生物传感器的出现，是科学家的兴趣和科学技术发展及社会发展需求多方面双驱动的结果，经过30多年的发展，已经成为一个涉及内容广泛、多学科介入和交叉、充满创新活力的领域。1.1生物传感器的发展历程20世纪60年代酶法分析：专一性强、灵敏度高、操作简便，但是测定周期长。离子选择电极(ionselectiveelectrode,ISE)：操作简单，无需对样品进行欲处理——无试剂分析(non-reagentalanalysis)，但是只能检测
5、无机离子．1956LelandC.ClarkJnr隔离式氧电极1962LelandC.ClarkJnr酶传感器(enzymetransducer)1967S.J.Updike葡萄糖酶电极1975YellowSpringsInstrument(YSI)葡萄糖测定仪1975C.Divis用完整活细胞取代纯酶制作传感器1977GA.Rechnitz用粪便链球菌完整活细胞与氨敏电极组合成测精氨酸的微生物电极1977IsoKarube和J.Janata测BOD的微生物传感器和测抗原的免疫传感器随后出现了细胞器传感器、细胞传感器和组织切片传感器20世纪70年代中期到80年代，生物技术、生物电
6、子和微电子学不断地渗透、融合，致使生物传感器不再局限于生物反应的电化学过程，而是根据生物学反应中产生的各种信息(如光效应、热效应、场效应和质量变化等)了设计各种精密的探测装置。1974K.Mosbach热生物传感器1974Janata酶场效应晶体管1980D.W.Lubbers和N.Optiz酶光纤传感器1983Giulbault压电晶体酶传感器1976A.H.Clemens等报道了以葡萄糖酶电极为基础的第一个人工肾脏，随后被Miles公司开发成生命稳定系统Biostator，用于重症糖尿病人床边监护。1983B.Liedberg利用表面等离子激元共振(SurfacePlasmo
7、nResonance)方法，能够适时的对生物亲和反应进行检测，在次基础上，瑞典Pharmacia公司在1990年推出商用仪器BIAcore，成为目前研究生物分子之间互相作用最优秀的实验工具。1984A.E.G.Cass首次建立了介体酶电极方法,利用化学介体戊二醛取代分子氧作为氧化还原酶酶促反应的电子受体,促成了1987年美国MediSene公司开发成功印刷酶电极.发展迅速※文章方面:webofscience中输入“biosensor”共检索到10035篇文章，约从1993-200
