生物敏感材料及生物傳感器課件

1、第七章 生物敏感材料與生物傳感器第一節(jié) 概述第二節(jié) 生物敏感材料第三節(jié) 生物傳感器第七章 生物敏感材料與生物傳感器第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述一、分類按用途：治療用生物敏感材料：自身能感知外界環(huán)境的細(xì)微變化，并能產(chǎn)生相應(yīng)的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的改變甚至是突變。以響應(yīng)凝膠為主，以此為基礎(chǔ)制成智能型藥物體系。檢測(cè)用敏感材料主要用作傳感器中的敏感材料，感知人體的物理量。按敏感特性：磁敏、電敏、光敏、熱敏、壓電材料第一節(jié) 概述一、分類第一節(jié) 概述二、性能要求良好的生物相容性極高的敏感度穩(wěn)定、可靠、長(zhǎng)壽命第一節(jié) 概述二、性能要求第二節(jié) 生物敏感材料1、醫(yī)用磁生物材料磁場(chǎng)生物效應(yīng) 磁場(chǎng)使紅細(xì)胞體積增大，攜氧能力

2、增加，有利于改善組織的供血供氧狀態(tài)，促進(jìn)代謝。 脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)能選擇性地抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖。 磁場(chǎng)有改善血液流變學(xué)的作用。 磁場(chǎng)有促進(jìn)創(chuàng)口愈合作用，加速組織的愈合作用第二節(jié) 生物敏感材料1、醫(yī)用磁生物材料利用熱磁效應(yīng)進(jìn)行醫(yī)療檢測(cè)或控制釋藥、治療磁性接骨板加快了骨折的愈合氧敏感順磁性生物醫(yī)學(xué)傳感器材料EPR（Electronic Paramagnetic Resonance）氧生物醫(yī)學(xué)傳感器屬于在線檢測(cè)生物醫(yī)學(xué)傳感器, 它是利用EPR技術(shù)測(cè)試活體組織的氧分壓, 形成類似核磁共振的生物組織影像。兼有對(duì)EPR敏感并對(duì)氧敏感的特性碳黑材料、卟啉類化合物和菁染料類化合物 材料的顆粒已經(jīng)能進(jìn)入小鼠體內(nèi)各個(gè)

3、組織，甚至是尾部、耳部、眼睛的毛細(xì)管內(nèi)。小鼠更無(wú)中毒表現(xiàn)。傳感器在小鼠體內(nèi)能穩(wěn)定存在較長(zhǎng)時(shí)間（3月）后逐漸由體內(nèi)代謝。通過(guò)血流量的超聲測(cè)試，驗(yàn)證了傳感器已達(dá)到了預(yù)期的效果。 利用熱磁效應(yīng)進(jìn)行醫(yī)療檢測(cè)或控制釋藥、治療磁性接骨板加快了骨折磁導(dǎo)向磁性藥物磁性藥物載體的磁導(dǎo)向定位已成功地應(yīng)用于胃癌、膀胱癌的實(shí)驗(yàn)研究，以及胸部腫瘤和消化道腫瘤的臨床治療。 磁導(dǎo)向磁性藥物2、生物醫(yī)用光敏材料光纖生物傳感器測(cè)定血清中的自由膽固醇含量鹵化銀光纖CO2激光手術(shù)刀2、生物醫(yī)用光敏材料光纖生物傳感器測(cè)定血清中的自由膽固醇主要用于檢測(cè)：人體血壓檢測(cè)；心音、頸動(dòng)脈和頸靜脈靜波檢測(cè)；血流量測(cè)定；呼吸系統(tǒng)計(jì)量等。常用材料：

4、壓電石英單晶微重力免疫生物傳感器、超聲波診斷儀壓電陶瓷3、生物醫(yī)用壓電材料主要用于檢測(cè)：3、生物醫(yī)用壓電材料4、生物醫(yī)用熱敏材料熱敏電阻陶瓷：用于測(cè)量人體深部體溫變化溫度響應(yīng)性材料：形狀記憶合金4、生物醫(yī)用熱敏材料熱敏電阻陶瓷：用于測(cè)量人體深部體溫變化第三節(jié) 生物傳感器第三節(jié) 生物傳感器傳感器主要由信號(hào)感受器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器組成，它能夠感受一定的信號(hào)并將這種信號(hào)轉(zhuǎn)換成信息處理系統(tǒng)便于接收和處理的信號(hào)（如電信號(hào)和光信號(hào)）。例如，壓力傳感器能感受壓力信號(hào)并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，濕度傳感器能感受濕度的大小并將濕度大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)等。生物傳感器是近幾十年內(nèi)發(fā)展起來(lái)的一種新的傳感器技術(shù)。生物傳感器正是在生

5、命科學(xué)和信息科學(xué)之間發(fā)展起來(lái)的一個(gè)交叉學(xué)科。第三節(jié) 生物傳感器傳感器主要由信號(hào)感受器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器組成，它能夠感受一定的信號(hào)1、與傳統(tǒng)傳感器的區(qū)別傳統(tǒng)傳感器：信號(hào)感受器完全由非生命物質(zhì)組成生物傳感器：感受器中含有生命物質(zhì)，例如將一定的植物細(xì)胞或動(dòng)物細(xì)胞作為感覺(jué)器，可以制成各種細(xì)胞傳感器用生物組織作感受器可制成組織傳感器（或稱為組織電極）將一些特定的細(xì)胞器從細(xì)胞里分離出來(lái)作為感受器，可制成細(xì)胞器傳感器將微生物作為感受器可制成微生物傳感器將生物分子如蛋白質(zhì)、核酸等作為感受器，更成為當(dāng)代生物傳感器發(fā)展的主流1、與傳統(tǒng)傳感器的區(qū)別傳統(tǒng)傳感器：信號(hào)感受器完全由非生命物質(zhì)生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感

6、材料及生物傳感器課件2、分類感受器所采用的生命物質(zhì)組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅鞯鹊人O(jiān)測(cè)的物理量、化學(xué)量或生物量熱傳感器、光傳感器、胰島素傳感器等其用途免疫傳感器、藥物傳感器等等。2、分類感受器生物敏感材料及生物傳感器課件2、分類信號(hào)轉(zhuǎn)換器與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。例如，可以利用電化學(xué)電極、場(chǎng)效應(yīng)管、熱每器件、壓電器件、光電器件等器件作為生物傳感器中的信號(hào)轉(zhuǎn)換器。依照信號(hào)轉(zhuǎn)換器的不同，也可將生物傳感器進(jìn)行分類，壓電晶體生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器等。2、分類信號(hào)轉(zhuǎn)換器與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。3、生物傳感器的特點(diǎn)3、生物傳感器的特點(diǎn)4、電化學(xué)生物傳感器4、電化學(xué)生物傳感器生物

7、敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件5、場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）生物傳感器5、場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）生物傳感器場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）6、石英晶體微天平6、石英晶體微天平QCMD傳感器QCMD傳感器研究?jī)?nèi)容脂類雙層膜上的DNA雜交酶降解聚電解質(zhì)多層膜細(xì)胞粘附生物相容性研究?jī)?nèi)容7、表面等離子共振（SPR）Surface plasmon resonance7、表面等離子共振（SPR）Surface plasmon 8、生物芯片8、生物芯片生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件生物敏感材料及生物傳感器課件9、生物傳感器應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)療、醫(yī)藥、生物工程、環(huán)境保護(hù)、食品、農(nóng)業(yè)、畜牧等與生命科學(xué)關(guān)系密切的一些領(lǐng)域。例如：臨床上用免疫傳感器等生物傳感器來(lái)檢測(cè)體液中的各種化學(xué)成分，為醫(yī)生的診斷提供依據(jù)；生物工程產(chǎn)業(yè)中用生物傳感器監(jiān)測(cè)生物反應(yīng)器內(nèi)各種物理、化學(xué)、生物的參數(shù)變化以便加以控制；環(huán)境監(jiān)測(cè)中用生物傳感器監(jiān)測(cè)大氣和水中各種污染物質(zhì)含量，食品行業(yè)中用生物傳感器檢測(cè)食品中營(yíng)養(yǎng)成分和