生物传感器发展的未来趋势

生物传感器的最大特点是利用生化反应的专一性高选择性地分析目标物。但是，由于生物活性单元具有不稳定性、易变性，生物传感器的实用化还存在一些问题。随着生物传感器在食品、医药、环境和过程监控等方面应用范围的扩大，对生物传感器提出了更高的要求，需要在以下方面提高生物传感器的性能。

①选择性。主要从两个方面提高生物传感器的选择性：改善生物单元与信号转换器之间的联系，以减少干扰；选择和设计新的活性单元，以增加其对目标分子的亲和力。研究表明，在酶电极中加入介体或对酶进行化学修饰可以提高这类电极的选择性；借助于介体或用于修饰的物质大都具有电子运载能力，一些研究者设想将酶活性中心与换能器之间用分子导线通过自组装技术连接来消除电化学干扰，而介质杂环芳烃的低聚物是研究的热点，它们极有可能成为此设想的突破口。另外，随着计算化学的发展，更精确地模拟、计算生物分子之间的结合作用已经成为可能，在此基础上就可根据目标分子的结构特点设计、筛选出选择性和活性更高的敏感基元。

②稳定性。为了克服生物单元结构的易变性，增加其稳定性，最常用的手段是采用对生物单元具有稳定作用的介质和固定剂。研究表明，用合适的溶胶-凝胶作为生物单元的固定剂应用于酶光极，可以大大提高生物单元的稳定性。但就目前的技术水平而言，很多生物单元的稳定性远远不能满足实际应用的需要。这种情况下寻求生物酶模拟技术的帮助是一种值得尝试的途径。

③灵敏度。对于一些特定的分析对象已发展了一些能大幅度降低检测限的技术，其中，检测限指在样品中能检出的被测组分的最低浓度。如一种以DNA为敏感源的传感器，利用液晶分散技术将DNA聚阳离子配合物固定在换能器上，所有能影响DNA分子间交联度的化学和物理因素均能被灵敏地捕获。

④开发新材料。功能材料是发展传感器技术的重要基础。在材料科学进步的基础上，可以通过控制材料的成分设计制造出各种用于传感器的功能材料。

⑤采用新工艺。传感器敏感元件的性能除了由其功能材料决定外，还与加工工艺有关，集成加工技术、微细加工技术、薄膜技术等的引入，有助于制造出性能稳定、可靠性高、体积小、重量轻的敏感元件。(www.xing528.com)

⑥研究多功能集成传感器。生物传感器阵列对于复杂体系中多种组分的同时测定提供了直接、简便的解决方法。人们正尝试用干涉、三维高速立体喷墨、光刻、自组装和激光解吸等技术发展多功能集成传感器，在尽可能小的面积上排列尽可能多的传感器。可同时测定血液中6种组分的便携式外析仪和可测定16种组分的固定式分析仪已经在市场上推出。

⑦研究智能式传感器。带微型计算机兼有检测、判断、信息处理等功能的传感器，如一种平板式集成组件，它由DNA传感器阵列、特定的基因序列和生物电信号处理芯片三部分构成，完成信号采集、数据分析，并管理复杂基因信息。

⑧研究仿生传感器。仿生传感器就是模仿人感觉器官的传感器。目前视觉与触觉传感器解决得较好，其他真正能代替人的感觉器官功能的传感器还有待进一步研制。

⑨生物传感器的市场化。1975年，Yellow Springs仪器公司首次成功地将葡萄糖酶电极市场化。自此以后，生物传感技术的新进展不断地走向市场化应用。1976年，Miles公司将酶电极用于人造胰脏中的血糖监控。之后，VIA医疗公司又研制成功了半连续导管型血糖测定仪。1990年，BIAcore公司将表面等离子共振技术市场化。由于生物传感器具有方便、快捷、选择性高、可用于复杂体系等突出优点，在分析仪器市场中所占的市场份额越来越大。