人工智能已经真真切切地走进了我们的世界,可穿戴设备、智能感知的应用研究也将生物传感器推到了前台。
生物传感器
生物传感器由分子识别部分(敏感元件)和转换部分(换能器)构成:
以分子识别部分去识别被测目标,是可以引起某种物理变化或化学变化的主要功能元件。分子识别部分是生物传感器选择性测定的基础。主要有酶、抗体、核酸、DNA、细胞受体和完整细胞等。
把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),主要有电化学器件、光学器件、热敏器件、声波器件、压敏器件等。
生物传感器原理图
各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。
生物传感器实现以下三个功能:
感受:提取出动植物发挥感知作用的生物材料,包括:生物组织、微生物、细胞器、酶、抗体、抗原、核酸、DNA等。实现生物材料或类生物材料的批量生产,反复利用,降低检测的难度和成本。
观察:将生物材料感受到的持续、有规律的信息转换为人们可以理解的信息。
反应:将信息通过光学、压电、电化学、温度、电磁等方式展示给人们,为人们的决策提供依据。