biosensors是什麼意思，biosensors的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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生物傳感器（Biosensors）是一種将生物識别元件與物理化學信號轉換器相結合的分析裝置，用于檢測特定分析物（如化學物質、生物分子、細胞等）的存在或濃度。其核心原理是利用生物識别元件（如酶、抗體、核酸、細胞、組織或微生物）對目标分析物進行高特異性識别，并将這種生物識别事件轉化為可量化、可讀取的電信號、光信號或其他物理信號。

核心組成部分與工作原理：

1. 生物識别元件（Bioreceptor）： 這是傳感器的“識别層”，負責特異性結合目标分析物。常見的類型包括：
   • 酶： 催化特定底物的反應，産生可檢測産物（如葡萄糖氧化酶用于血糖檢測）。
   • 抗體/抗原： 利用抗原-抗體的高特異性結合（如免疫傳感器用于檢測病原體或激素）。
   • 核酸（DNA/RNA）： 通過堿基互補配對原理識别特定序列（如基因傳感器用于基因突變或病原體核酸檢測）。
   • 細胞/微生物： 利用整體細胞或微生物的代謝活性或響應來檢測物質（如用于環境毒性檢測）。
   • 仿生受體： 人工設計的分子，模拟天然受體的結合特性。
2. 信號轉換器（Transducer）： 這是傳感器的“轉換層”，負責将生物識别事件（如結合、反應）産生的物理化學變化（如質量變化、電荷轉移、光吸收/發射、熱量變化）轉換為可測量的電信號（電流、電壓、阻抗）、光信號（熒光、吸光度）或其他信號。常見的轉換技術包括：
   • 電化學轉換器： 測量電流（安培型）、電位（電位型）或電導/阻抗（電導/阻抗型）的變化。
   • 光學轉換器： 測量光吸收、熒光、磷光、表面等離子體共振（SPR）或生物發光/化學發光的變化。
   • 壓電轉換器： 測量質量變化引起的石英晶體微天平（QCM）的頻率變化。
   • 熱敏轉換器： 測量反應産生的熱量變化（熱敏電阻）。
   • 場效應晶體管（FET）： 測量結合事件引起的半導體表面電荷變化（如BioFET）。
3. 信號處理與輸出： 轉換器産生的信號通常比較微弱，需要經過電子電路的放大、處理和數字化，最終以用戶友好的形式（如數字顯示、圖表、聲音警報）輸出結果。

主要特點與優勢：

• 高特異性： 生物識别元件（如酶、抗體）對目标物具有高度選擇性。
• 高靈敏度： 可檢測極低濃度的分析物（如皮摩爾甚至飛摩爾級别）。
• 快速響應： 許多生物傳感器能在數秒至數分鐘内給出結果。
• 實時/線上監測： 適合連續或現場檢測，無需複雜樣品前處理。
• 便攜性與小型化： 許多現代生物傳感器設計成便攜式甚至可穿戴設備。
• 操作簡便： 常設計為“用戶友好”型，無需專業實驗室技能。
• 成本效益： 尤其是一次性使用的傳感器，可降低單次檢測成本。

廣泛應用領域：

1. 醫療診斷與健康監測：
   • 即時檢驗（POCT）： 血糖監測儀（糖尿病管理）、妊娠測試棒、心髒标志物檢測、傳染病快速診斷（如流感、HIV、COVID-19）。來源：世界衛生組織（WHO）關于體外診斷的指南。
   • 疾病标志物檢測： 癌症标志物、激素水平、藥物濃度監測。來源：美國國家生物醫學成像與生物工程研究所（NIBIB）對生物傳感器的介紹。
   • 可穿戴/植入式設備： 連續監測血糖、乳酸、電解質等生理指标。
2. 環境監測：
   • 檢測水質污染物（重金屬、農藥、有機污染物、病原體）。來源：美國環境保護署（EPA）的環境傳感技術報告。
   • 監測空氣污染物。
   • 土壤污染評估。
3. 食品安全與質量：
   • 檢測食品中的病原體（沙門氏菌、大腸杆菌）、毒素（黃曲黴毒素）、農藥殘留、抗生素殘留、過敏原。來源：國際食品法典委員會（Codex Alimentarius）關于食品安全控制的标準。
   • 食品新鮮度監測。
4. 生物過程與工業控制：
   • 發酵過程監控（葡萄糖、乙醇、氨基酸等）。
   • 生物反應器控制。
   • 藥物篩選與開發。
5. 安全與防務：
   • 檢測化學戰劑、生物戰劑、爆炸物。來源：美國國防部相關研究機構的技術簡報。
6. 基礎研究：
   • 研究生物分子相互作用（如蛋白質-蛋白質、DNA-蛋白質相互作用）。
   • 細胞分析。

生物傳感器是一種強大的分析工具，通過整合生物分子的特異性識别能力和物理化學器件的信號轉換能力，實現了對目标分析物的快速、靈敏、特異且便捷的檢測。其在醫療健康、環境、食品、工業和安全等衆多領域發揮着越來越重要的作用，是現代分析科學和生物技術的重要交叉成果。

網絡擴展資料

生物傳感器（Biosensors）是一種結合生物識别元件與信號轉換技術的分析裝置，用于檢測特定生物或化學物質，并将其轉化為可測量的信號。以下是詳細解釋：

1.定義與核心組成

• 生物敏感元件：如酶、抗體、核酸、細胞或合成材料（如適配體）。這些元件能特異性識别目标物質（如抗原、污染物等）。
• 信號轉換器（換能器）：将生物相互作用轉化為電信號、光信號等可讀形式。例如，酶催化反應産生電信號，或抗體結合抗原後觸發熒光标記。

2.工作原理

通過生物元件與目标物的特異性結合或反應，引發物理化學變化（如pH值、電荷變化），再由換能器轉換為數字或圖像信號。

3.應用領域

• 環境監測：檢測重金屬、有機污染物（如提到的高效檢測）。
• 醫療診斷：例如血糖檢測（利用葡萄糖氧化酶與納米金增強活性），或病毒基因識别（如HBV病毒檢測）。
• 食品安全與生物研究：DNA芯片設計、病原體篩查等。

4.優勢

• 高靈敏度與特異性：生物元件的選擇性識别減少幹擾。
• 快速響應：適用于實時監測，如提到的精準污染檢測。

5.技術發展

當前研究熱點包括納米材料（如納米金）的應用，以提升傳感器性能，以及開發便攜式設備用于現場檢測。

如需更完整的定義或技術細節，可參考、等來源。

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