各种葡萄糖传感器的工作原理及状况

发布时间：2014-11-17

随着传感器技术的发展,不同的加工方法及换能器用于生物传感器的制备,由此产生了各种类型的葡萄糖传感器。
　　1、生物燃料电池
　　生物燃料电池根据生物催化剂直接把能转化为电能的特性来设计的一种生物传感器。按采用催化剂的不同,可分为微生物燃料电池和酶生物燃料电池。近年来,有关的研究进展主要是酶修饰电极的生物燃料电池,如Mano等设计的一种微型酶生物燃料电池,该电池有两根涂有生物催化剂的碳纤维,其中阳极为葡萄糖氧化酶GOD。将碳纤维直接插入葡萄糖溶液时,工作电压为0.52V,输出功率为2.4W。
　　2、酶热敏电阻
　　热生物传感器是根据酶促反应热释放量的变化来检测底物,换能器采用高灵敏度酶热敏电阻。如用己糖激酶热敏电阻传感器测定葡萄糖,分析精度和工作寿命符合临床要求。Amine等报道了一种微型化的热流动注射分析生物传感器,该传感器与微透析探针偶联,能够连续测定皮下葡萄糖。传感器的响应可以保持24h恒定。响应时间为85s,测定能力为42次h。
　　3、光传感器
　　20世纪80年代开始出现以光学信号为检测指标的生物传感器,形成了光纤生物传感器。如在鲁米诺(Luminol)发光系统中,葡萄糖氧化酶固定在碳糊电极上,制成光导纤维电发光葡萄糖生物传感器。传感器的信号响应在10s内达到发光强度峰值。葡萄糖浓度在1.0105~2.0102molL范围内与发光强度呈线性关系,检出限为6.4106molL,可应用于市售饮料中葡萄糖的测定。
　　4、微型酶电极
　　20世纪90年代,微机械、微加工技术的迅速发展为微型生物传感器化提供了极其坚实的技术基础,各种微电极的研究与应用取得了许多进展。如采用与IC兼容的硅作为基底材料,利用MEMS加工工艺,采用硅腐蚀及SU8微反应池方法制成了新型微电极传感器。与传统的电流型传感器相比,该传感器有较小的敏感面积(1mm1mm),较低的检测下限(1104molL),较宽的检测范围(1104~1102molL),较好的重现性与稳定性,以及易于与处理电路集成等优点。
　　5、微生物传感器
　　利用微生物细胞代谢过程中产生大量酶的特点,选择能够大量生成葡萄糖氧化酶的微生物细胞。将其固定在某种载体上而制成的细胞传感器不仅具有酶传感器的所有优点。同时也克服了酶传感器的缺点,使用寿命长、性质稳定、成本低、易于保存等。采用荧光反应作为检测方法时,葡萄糖的浓度在1.0104~3.6107molL的浓度范围内与荧光强度成线性关系。
　　6、丝网印刷传感器
　　丝网印刷传感器是酶电极方法与丝网印刷技术相结合产生的一种全新概念的生物传感器。上世纪80年代以来,基于丝网印刷电极的生物传感器的研究方面已经有大量报道。其显著特点是能够大批量生产重现性好的生物传感器,而且成本很低,可以一次性使用。早的丝网印刷传感器主要集中在血糖的测定方面。典型的例子是手掌型葡萄糖传感器以及动态血糖连续监控系统。

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