第七章生物敏感材料與生物傳感器第一節(jié)概述第二節(jié)生物敏感材料第三節(jié)生物傳感器第一節(jié)概述一、分類按用途：治療用生物敏感材料：自身能感知外界環(huán)境的細(xì)微變化，并能產(chǎn)生相應(yīng)的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的改變甚至是突變。以響應(yīng)凝膠為主，以此為基礎(chǔ)制成智能型藥物體系。檢測(cè)用敏感材料主要用作傳感器中的敏感材料，感知人體的物理量。按敏感特性：磁敏、電敏、光敏、熱敏、壓電材料第一節(jié)概述二、性能要求良好的生物相容性極高的敏感度穩(wěn)定、可靠、長(zhǎng)壽命利用熱磁效應(yīng)進(jìn)行醫(yī)療檢測(cè)或控制釋藥、治療磁性接骨板加快了骨折的愈合氧敏感順磁性生物醫(yī)學(xué)傳感器材料EPR（ElectronicParamagneticResonance）氧生物醫(yī)學(xué)傳感器屬于在線檢測(cè)生物醫(yī)學(xué)傳感器,它是利用EPR技術(shù)測(cè)試活體組織的氧分壓,形成類似核磁共振的生物組織影像。兼有對(duì)EPR敏感并對(duì)氧敏感的特性——碳黑材料、卟啉類化合物和菁染料類化合物

材料的顆粒已經(jīng)能進(jìn)入小鼠體內(nèi)各個(gè)組織，甚至是尾部、耳部、眼睛的毛細(xì)管內(nèi)。小鼠更無(wú)中毒表現(xiàn)。傳感器在小鼠體內(nèi)能穩(wěn)定存在較長(zhǎng)時(shí)間（3月）后逐漸由體內(nèi)代謝。通過(guò)血流量的超聲測(cè)試，驗(yàn)證了傳感器已達(dá)到了預(yù)期的效果。磁導(dǎo)向磁性藥物磁性藥物載體的磁導(dǎo)向定位已成功地應(yīng)用于胃癌、膀胱癌的實(shí)驗(yàn)研究，以及胸部腫瘤和消化道腫瘤的臨床治療。2、生物醫(yī)用光敏材料光纖生物傳感器——測(cè)定血清中的自由膽固醇含量鹵化銀光纖CO2激光手術(shù)刀4、生物醫(yī)用熱敏材料熱敏電阻陶瓷：用于測(cè)量人體深部體溫變化溫度響應(yīng)性材料：形狀記憶合金第三節(jié)生物傳感器傳感器主要由信號(hào)感受器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器組成，它能夠感受一定的信號(hào)并將這種信號(hào)轉(zhuǎn)換成信息處理系統(tǒng)便于接收和處理的信號(hào)（如電信號(hào)和光信號(hào)）。例如，壓力傳感器能感受壓力信號(hào)并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，濕度傳感器能感受濕度的大小并將濕度大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)等。生物傳感器是近幾十年內(nèi)發(fā)展起來(lái)的一種新的傳感器技術(shù)。生物傳感器正是在生命科學(xué)和信息科學(xué)之間發(fā)展起來(lái)的一個(gè)交叉學(xué)科。第三節(jié)生物傳感器2、分類感受器所采用的生命物質(zhì)組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅鞯鹊人O(jiān)測(cè)的物理量、化學(xué)量或生物量熱傳感器、光傳感器、胰島素傳感器等其用途免疫傳感器、藥物傳感器等等。2、分類信號(hào)轉(zhuǎn)換器——與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。例如，可以利用電化學(xué)電極、場(chǎng)效應(yīng)管、熱每器件、壓電器件、光電器件等器件作為生物傳感器中的信號(hào)轉(zhuǎn)換器。依照信號(hào)轉(zhuǎn)換器的不同，也可將生物傳感器進(jìn)行分類，壓電晶體生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器等。3、生物傳感器的特點(diǎn)4、電化學(xué)生物傳感器5、場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）生物傳感器場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）6、石英晶體微天平研究?jī)?nèi)容脂類雙層膜上的DNA雜交酶降解聚電解質(zhì)多層膜細(xì)胞粘附生物相容性7、表面等離子共振（SPR）Surfaceplasmonresonance8、生物芯片9、生物傳感器應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)療、醫(yī)藥、生物工程、環(huán)境保護(hù)、食品、農(nóng)業(yè)、畜牧等與生命科學(xué)關(guān)系密切的一些領(lǐng)域。例如：臨床上用免疫傳感器等生物傳感器來(lái)檢測(cè)體液中的各種化學(xué)成分，為醫(yī)生的診斷提供依據(jù)；生物工程產(chǎn)業(yè)中用生物傳感器監(jiān)測(cè)生物反應(yīng)器內(nèi)各種物理、化學(xué)、生物的參數(shù)變化以便加以控制；環(huán)境監(jiān)測(cè)中用生物傳感器監(jiān)測(cè)大氣和水中各種污染物質(zhì)含量，食品行業(yè)中用生