生物傳感器
生物傳感器(Biosensor)是一種利用生物活性物質產生信號,并通過轉換器將信號轉換傳導至物理化學檢測器,顯示可讀信號的裝置。
生物傳感器包括三個部分:
· 敏感的生物元件(生物材料如生物組織、微生物、細胞器、細胞感受器、酶、抗體、核酸等,生物派生材料或者類生物材料)。這些敏感的生物元件可以通過生物工程來創造。
· 連接二者的轉換器
· 檢測元件(用如光學、壓電、電化學、溫度或者電磁等物理化學方式工作)
目前應用很廣的商用生物傳感器是血糖生物傳感器,其原理為利用酶分解血糖,在這個過程中電子轉移到電極上,從而可以測量血糖的濃度。市場對于類似傳感器的大量需求大大促進了相關傳感器技術的開發。
量子點-生物傳感器
量子點應用于生物傳感器主要利用熒光能量共振轉移效應(FRET),即受激態熒光素將其能量向另一個熒光素傳遞,使后者被激發,這一過程稱熒光能量共振轉移。能量的提供者叫供體熒光素,能量的接受者叫受體熒光素。量子點作為新型熒光納米材料,具有熒光效率高、穩定性高、Stockes位移較大、發射光譜窄而對稱、單一波長多色激發等諸多優秀的熒光特性,實現高靈敏、定量檢測。另外,量子點由于其特殊的半導體材料組成,也賦予了其特殊的電化學性質,因此在生物傳感器領域也有特殊用途。
QD-Biosensor應用實例:
圖1,基于量子點與FRET的生物感應器。
圖2,量子點標記核酸適配子傳感器檢測金屬汞(Ma Z. Y. and Pan J. B. 2014)
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