人工智能已經(jīng)真真切切地走進(jìn)了我們的世界,可穿戴設(shè)備、智能感知的應(yīng)用研究也將生物傳感器推到了前臺(tái)。
生物傳感器
生物傳感器由分子識(shí)別部分(敏感元件)和轉(zhuǎn)換部分(換能器)構(gòu)成:
以分子識(shí)別部分去識(shí)別被測(cè)目標(biāo),是可以引起某種物理變化或化學(xué)變化的主要功能元件。分子識(shí)別部分是生物傳感器選擇性測(cè)定的基礎(chǔ)。主要有酶、抗體、核酸、DNA、細(xì)胞受體和完整細(xì)胞等。
把生物活性表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器(傳感器),主要有電化學(xué)器件、光學(xué)器件、熱敏器件、聲波器件、壓敏器件等。
生物傳感器原理圖
各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器(傳感器),二者組合在一起,用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號(hào)的再加工,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。
生物傳感器實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能:
感受:提取出動(dòng)植物發(fā)揮感知作用的生物材料,包括:生物組織、微生物、細(xì)胞器、酶、抗體、抗原、核酸、DNA等。實(shí)現(xiàn)生物材料或類生物材料的批量生產(chǎn),反復(fù)利用,降低檢測(cè)的難度和成本。
觀察:將生物材料感受到的持續(xù)、有規(guī)律的信息轉(zhuǎn)換為人們可以理解的信息。
反應(yīng):將信息通過(guò)光學(xué)、壓電、電化學(xué)、溫度、電磁等方式展示給人們,為人們的決策提供依據(jù)。