(1)生物传感器的信号转换方式主要有以下几种。
①化学变化转换为电信号方式。用酶来识别分子,先催化这种分子,使之发生特异反应,产生特定物质的增减,将这种反应后产生的物质的增与减转换为电信号。能完成这一功能的器件有克拉克型氧电极、H2O2电极、H2电极、H+电极、NH+4 电极、CO2电极及离子选择性FET 电极等。
②热变化转换为电信号方式。固定在膜上的生物物质在进行分子识别时伴随有热变化,这种热变化可以转换为电信号进行识别,能完成这种功能的是热敏电阻器。
③光变化转换为电信号方式。萤火虫的光是在常温常压下由酶催化产生的化学发光。人们发现有很多种可以催化产生化学发光的酶,可以在分子识别时导致发光,再转换为电信号。
④直接诱导式电信号方式。分子识别处的变化如果是电的变化,则不需要电信号转换元器件,但是必须有导出信号的电极。例如,在金属或半导体的表面固定上抗体分子(称为固定化抗体)与溶液中的抗原发生反应时,形成抗原体复合体,用适当的参比电极测量它和这种金属或半导体间的电位差,则可发现反应前后的电位差是不同的。(www.daowen.com)
(2)生物物质的固定化技术。生物传感器的关键技术之一是如何使生物敏感物质附着于膜上或包含于膜之中,在技术上称为固定化,大致上分为化学固定法与物理固定法两种。
①化学固定法。在感受体与固相载体之间,或在感受体与感受体之间至少形成一个共价键,能将感受体的活性高度稳定地固定。一般这种架桥固定法是使用具有很多共价键原子团的试剂(如戊二醛等),在感受体之间形成“架桥”膜。在这种情况下除了感受体外,还加上蛋白质和醋酸纤维素等作为增强材料,以形成相互之间的架桥膜。这种方法虽然简单,但必须严格控制其反应条件。
②物理固定法。在感受体与固相载体之间或感受体相互之间,根据物理作用吸附或包裹进行固定。吸附法是在离子交换脂膜、聚氯乙烯膜等表面上以物理吸附感受体的方法,此法能在不损害敏感物质活性的情况下固定,但固定程度易减弱,一般常采用赛璐玢膜进行保护。包裹法是将感受体包裹于聚丙烯酰胺等高分子三维网络的结构之中进行固定。
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