生物感測器臨床有哪些

Ⅰ 半導體光電化學型生物感測器近幾年有哪些研究成果

項目代碼 B0502
項目名稱 基於光電化學催化的自驅動型生物感測器新原理、新方法研究
負責人 嚴乙銘
所在單位 北京理工大學
批准金額 60 萬元
所屬類別 面上項目
關鍵詞 生物感測器 生物燃料電池 二氧化鈦 葡萄糖 金屬氧化物
中文摘要 生物感測器的研究在臨床診斷、社會安全、和環境監測中具有重要的意義。隨著分析化學和生命科學的快速發展，以及低碳、環保經濟理念的深入，對發展設計節能、綠色的新型生物感測器提出了新挑戰。本項目擬針對目前採用生物催化劑的生物感測器，所存在的普遍依賴外部電能輸入，以及靈敏性和選擇性不高等關鍵問題，結合光電化學最新研究進展，提出並建立自驅動型生物感測器的新原理和新方法。擬開展的研究內容包括：構築半導體光催化劑和光敏劑的修飾電極；設計電極界面和電極結構，研究生物分子的光電化學催化氧化過程和電子轉移機理；建立以光電化學信號為感測的生物分子測定方法；設計並制備用於高靈敏，高選擇性的自驅動型生物感測器的電極。我們預期，本項目的開展，不但可以促進電化學生物感測器領域的發展，也為分析化學和其他相關學科提供有力的研究方法和手段。
英文摘要
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新型電紡生物功能化聚吡咯納米復合纖維的制備及其在電化學生物感測器中的應用研究
分子基功能器件與電化學譜專家系統的研究
新型石墨烯雜化材料在基於核酸適配子電化學生物感測領域的研究
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Ⅱ 按分子識別元件來分類，生物感測器怎樣分類

生物特異分子識別包含2方面的含義，一是DNA即基因方面的識別，而是蛋白質方面的識別。在醫學檢驗方面的應用主要有：

1. 分子生物感測器在醫學檢驗中的應用

3. 分子生物感測器是利用一定的生物或化學的固定技術，將生物識別元件（酶、抗體、抗原、蛋白、核酸、受體、細胞、微生物、動植物組織等）固定在換能器上，當待測物與生物識別元件發生特異性反應後，通過換能器將所產生的反應結果轉變為可以輸出、檢測的電信號和光信號等，以此對待測物質進行定性和定量分析，從而達到檢測分析的目的。

5. 分子生物感測器可以廣泛地應用於對體液中的微量蛋白、小分子有機物、核酸等多種物質的檢測。在現代醫學檢驗中，這些項目是臨床診斷和病情分析的重要依據。能夠在體內實時監控的生物感測器對於中和重症監護的病人很有幫助。

7. Skladal等用經過寡核苷酸探針修飾的壓電感測器檢測血清中的丙型肝炎病毒（HCV）並實時監測其DNA的結構轉錄和聚合酶鏈式反應（PCR）擴增過程，完成整個監測過程僅需10 min且裝置可重復使用。

9. Petricoin等用壓電感測器研究了破骨細胞生成抑制因子（OPG）和幾種相應抗體的相互作用，研發出可快速檢驗血清中OPG的壓電免疫感測器。

11. Dro-sten等報道了檢測神經遞質的酶電報，將電極放置在神經肌肉接點附近可實時測定並記錄鄰近的神經元去極化後所釋放的遞質谷氨酸。

13. 2.分子生物晶元技術在醫學檢驗中的應用

15. 隨著分子生物學的發展及人們對疾病過程的認識加深，傳統的醫學檢驗技術已不能完全適應微量、快速、准確、全面的要求。

17. 所謂的生物晶元是指將大量探針分子固定於支持物上（通常支持物上的一個點代表一種分子探針），並與標記的樣品雜交或反應，通過自動化儀器檢測雜交或反應信號的強度而判斷樣品中靶分子的數量。

19. 在檢測病原菌方面，由於大部分細菌、病毒的基因組測序已完成，將許多代表每種微生物的特殊基因製成1張晶元。通過反轉錄可檢測標本中的有無病原體基因的表達及表達的情況，以判斷病人感染病原及感染的進程、宿主的反應。由於P53抑癌基因在多數腫瘤中均發生突變，因此其是重要的腫瘤診斷靶基因。

21. Nam等人將硅基質上合成的寡核苷酸晶元用於血清樣品中的丙型肝炎病毒分型。

2.分子生物納米技術在醫學檢驗中的應用生物活性物質的檢測有很多種方法，其中，以抗體為基礎的技術尤其重要。免疫分析加上磁性修飾已成功地用於各種生物活性物質和異生質（如物、致癌物等）的檢測。將特異性抗體或抗原固定到納米磁球表面，並以酶、放射性同位素、熒光染料或化學發光物質為基礎所產生的檢測與傳統微量滴定板技術相比具有簡單、快速和靈敏的特點。

Van Helden等將抗體連接的納米磁性微球與高效率、快速的化學發光免疫測定技術相結合的自動檢測系統，則成功地用於血清中人免疫缺陷病毒1型和2型（HIV-1和HIV-2）抗體的檢測。另外，用於人胰島素檢測的全自動夾心法免疫測定技術也已建立，其中亦用到抗體、蛋白納米磁性微粒復合物和鹼性磷酸酶標記二抗。

4.分子蛋白組學在醫學檢驗中的應用

當前有關分子蛋白質組學的大量研究成果喜人，但一大部分結論是眾說紛紜、甚至是互相矛盾。一些經典的腫瘤標志物卻無法在當前以表面增強激光解析離子化-飛行時間質譜（SELDI-TOF-MS）技術為代表的蛋白質組學技術中體現出來。可能存在以下幾方面的問題。一方面是SELDI-TOF-MS技術自身的限制性，包括敏感性、重復性以及使用當前設備對每個峰值蛋白確認的局限性；另一方面是實驗設計及對照組選擇是否恰當，某個蛋白組模式反映的是腫瘤的特異性，還是炎症反應，或是代謝紊亂等無法定論；另一方面是不同實驗室結果可比性、標本處理過程的差異無法探究。只有這些問題得到解決， SELDI-TOF-MS技術在檢驗醫學中才能發揮革命性作用。

5.分子生物學技術在醫學檢驗發展中的趨勢

檢驗醫學中的分子生物學技術發展趨勢有二：一是定量PCR；二是PCR的全自動化，如應用擴增與檢測於一體的一次性試驗卡，可較好地解決PCR污染問題。除PCR以外的體外基因擴增技術如連接酶反應（LCR），鏈置換擴增系統（SDA），轉錄擴增系統（TAS），自限序列擴增系統（3SR），QB復制酶擴增系統等技術也將由科研進入臨床。分子生物學技術的標准化和質量控制引起了廣泛關注，特別是衛生部頒發的PCR實驗室管理辦法對PCR技術應用的健康發展起到了關鍵作用。為解決PCR交叉污染問題，從標本制備到檢測的全封閉系統及相應的自動化儀器已在國內逐步普及。

Ⅲ 什麼是生物感測器其基本組成有哪些生物感測器的種類

1)光纖感測器
光纖感測器技術是隨著光導纖維實用化和光通信技術的發展而形成的一門嶄新的技術。光纖感測器與傳統的各類感測器相比有許多特點，如靈敏度高.抗電磁干擾能力強，耐腐蝕，絕緣性好，結構簡單，體積小.耗電少，光路有可撓曲性，以及便於實現遙測等。
光纖感測器一般分為兩大類，一類是利用光纖本身的某種敏感特性或功能製成的感測器.稱為功能型感測器;另一類是光纖僅僅起傳輸光波的作用，必須在光纖端面或中間加裝其他敏感元件才能構成感測器，稱為傳光型感測器。無論哪種感測器，其工作原理都是利用被測量的變化調制傳輸光光波的某一參數，使其隨之變化，然後對已調制的光信號進行檢測，從而得到被測量。
光纖感測器可以測量多種物理量.目前已經實用的光纖感測器可測量的物理量達70多種，因此光纖感測器具有廣闊的發展前景。
2)紅外感測器
紅外感測器是將輻射能轉換為電能的一種感測器，又稱為紅外探測器.常見的紅外探測器有兩大類，熱探測器和光子探m器.熱探測器是利用人射紅外輻射引起探測器的敏感元件的沮度變化，進而使有關物理參數發生相應的變化，通過測量有關物理參數的變化來確定紅外探測器吸收的紅外輻射.熱探測器的主要優點是響應波段寬，可以在室沮下工作，使用方便。但是，熱探測器響應時間長，靈敏度較低，一般用於紅外輻射變化緩慢的場合.如光譜儀、測溫儀、紅外攝像等。光子紅外探測器是利用某些半導體材料在紅外輻射的照射下，產生光子效應，使材料的電學性質發生變化，通過測最電學性質的變化，可以確定紅外輻射的強弱。光子探測器的主要優點是靈敏度高，響應速度快，響應頻率高。但一般需在低溫下_L作，探測波段較窄，一般用於側溫儀、航空掃描儀、熱像儀等。紅外感測器廣泛用於測溫、成像、成分分析、無損檢測等方面，特別是在軍事上的應用更為廣泛，如紅外偵察、紅外雷達、紅外通信、紅外對抗等。
3)氣敏感測器
氣敏感測器是指能將被側氣體濃度轉換為與其成一定關系的電量輸出的裝置。氣敏感測器的性能必須滿足下列條件:
(1)能夠檢淵易爆炸氣體的允許濃度、有害氣體的允許濃度和其他基準設定濃度.並能及時給出報薯、顯示與控制信號;
(2)對被側氣體以外的共存氣體或物質不敏感;
(3)長期穩定性好、重復性好；
(4)動態特性好、響應迅速;
(5)使用、維護方便，價格便宜等。
4)生物感測器
生物感測器是利用生物或生物物質做成的、用以檢測與識別生物體內的化學成分的感測器。生物或生物物質是指酶、微生物、抗體等，被側物質經擴散作用進人生物敏感膜，發生生物學反應(物理、化學反應)，通過變換器將其轉換成可定量、可傳輸、處理的電信號.按照所用生物活性物質的不同，生物感測器包括酶感測器、微生物感測器、免疫感測器、生物組織感測器等。酶感測器具有靈敏度高、選擇性好等優點，目前已實用化的商品達200種以上，但由於酶的提煉工序復雜，因而造價高，性能也不太穩定。微生物感測器與酶感測器相比，價格便宜，性能穩定，它的缺點是響應時間較長(數分鍾)，選擇性差，目前微生物感測器已成功應用於環境監測和醫學中，如測定水污染程度、診斷尿毒症和搪尿病等。免疫感測器的基本原理是免疫反應，目前已研製成功的免疫感測器達兒十種以上。生物組織感測器製作簡便，工作壽命長，在許多情況下可取代酶感測器，但在實用化中還存在選擇性差、動植物材料不易保存等問題。目前生物感測器的開發與應用正向著多功能化、集成化的方向發展。半導體生物感測器是將半導體技術與生物技術相結合的產物，為生物感測器的多功能化、小型化、微型化提供了重要的途徑。
5)機器人感測器
機器人感測器是一種能將機器人目標物特性(或參量)變換為電量輸出的裝置，機器人通過感測器實現類似於人類的知覺作用。
機器人感測器分為內部檢測感測器和外界檢測感測器兩大類。內部檢測感測器是在機器人中用來感知它自己的狀態，以調整和控制機器人自身行動的感測器。它通常由位置、加速度、速度及JR力感測器組成。外界檢測感測器是機器人用以感受周圍環境、目標物的狀態特徵信息的感測器.從而使機器人對環境有自校正和自適應能力。外界槍側感測器通常包括觸覺、接近覺、視覺、聽覺、嗅覺、味覺等感測器。機器人感測器是機器人研究中必不可缺的重要課題，需要有更多的、性能更好的、功能更強的、集成度更高的感測器來推動機器人的發展。
6)智能感測器
智能感測器是一種帶有微處理機的，兼有信息檢測、信息處理、信息記憶、邏輯思維與判斷功能的感測器。本書第9章將對這種感測器進行詳細闡述。

Ⅳ 什麼是生物感應

生物的基本特徵之一，是能夠對外界的各種刺激作出反應。其所以能夠如此，首先是由於生物能感受外界的各類刺激信號，並將這些信號轉換成體內信息處理系統所能接收並處理的信號。例如，人能通過眼、耳、鼻、舌、身等感覺器官將外界的光、聲溫度及其它各種化學和物理信號轉換成人體內神經系統等信息處理系統能夠接收和處理的信號。現代和未來的信息社會中，信息處理系統要對自然和社會的各種變化作出反應，首先需要通過感測器將外界的各種信息接下來並轉換成信息系統中的信息處理單元（即計算機）能夠接收和處理的信號。目前，生物感測器應用較多的領域是在醫療、醫葯、生物工程、環境保護、食品、農業、畜牧等與生命科學關系密切的一些領域。例如，臨床上用免疫感測器等生物感測器來檢測體液中的各種化學成分，為醫生的診斷提供依據；生物工程產業中用生物感測器監測生物反應器內各種物理、化學、生物的參數變化以便加以控制；環境監測中用生物感測器監測大氣和水中各種污染物質含量，食品行業中用生物感測器檢測食品中營養成分和有害成分的含量、食品的新鮮程度等。隨著社會的進一步信息化，生物感測器必將獲得越來越廣泛的應用。

Ⅳ 電化學生物感測器有哪些

電化學生物感測器
感測器與通信系統和計算機共同構成現代信息處理系統。感測器相當於人的感官,是計算機與自然界及社會的介面,是為計算機提供信息的工具。
感測器通常由敏感(識別)元件、轉換元件、電子線路及相應結構附件組成。生物感測器是指用固定化的生物體成分(酶、抗原、抗體、激素等)或生物體本身(細胞、細胞器、組織等)作為感元件的感測器。電化學生物感測器則是指由生物材料作為敏感元件,電極(固體電極、離子選擇性電極、氣敏電極等)作為轉換元件,以電勢或電流為特徵檢測信號的感測器。圖1是電化學生物感測器基本構成示意圖。由於使用生物材料作為感測器的敏感元件,所以電化學生物感測器具有高度選擇性,是快速、直接獲取復雜體系組成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技術、食品工業、臨床檢測、醫葯工業、生物醫學、環境分析等領域獲得實際應用。
根據作為敏感元件所用生物材料的不同,電化學生物感測器分為酶電極感測器、微生物電極感測器、電化學免疫感測器、組織電極與細胞器電極感測器、電化學DNA感測器等。
(1) 酶電極感測器
以葡萄糖氧化酶(GOD)電極為例簡述其工作原理。在GOD的催化下,葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O7)和過氧化氫:
根據上述反應,顯然可通過氧電極(測氧的消耗)、過氧化氫電極(測H2O2的產生)和pH電極(測酸度變化)來間接測定葡萄糖的含量。因此只要將GOD固定在上述電極表面即可構成測葡萄糖的GOD感測器。這便是所謂的第一代酶電極感測器。這種感測器由於是間接測定法,故干擾因素較多。第二代酶電極感測器是採用氧化還原電子媒介體在酶的氧化還原活性中心與電極之間傳遞電子。第二代酶電極感測器可不受測定體系的限制,測量濃度線性范圍較寬,干擾少。現在不少研究者又在努力發展第三代酶電極感測器,即酶的氧化還原活性中心直接和電極表面交換電子的酶電極感測器。 目前已有的商品酶電極感測器包括:GOD電極感測器、L 乳酸單氧化酶電極感測器、尿酸酶電極感測器等。在研究中的酶電極感測器則非常多。

Ⅵ 酶基生物感測器在生物醫學中有哪些應用

生物感測器的研究和應用,是實現實時、原位、在線分析的重要途徑,已成為當前分析化學熱點研究領域之一.分子識別物質的固定化技術對生物感測器的（略）性有著重要影響.酶的固定化是酶基生物感測器的關鍵技術之一.本論文重點（略）化新方法,旨在提高固定化酶的活性及穩定性,以期得到性能優良的生物感測器.主要研究工作如下: 第一部分:以蛋殼膜為酶固定化載體的流通式化學發光葡萄糖感測器 蛋殼膜是一種在蛋殼內部的雙層膜,主要由生物分子和高度交聯的蛋白質纖維構成,具有良好透氣性和透水性.本文用戊二醛作為交聯劑將葡萄糖氧（略）)和辣根過氧化物酶(HRP)固定在蛋殼膜上製得了一種新型的流通式化學發光(CL)葡萄糖感測器.GOD催化溶（略）糖生成過氧化氫,隨後在HRP存在下,生成的過氧化氫氧化魯米諾產生化學發光,結合流動注射分析技術通過檢測所產生化學發光的強度對葡萄糖進行感測.對固定的條件(如固定時間、GOD/HRP的比例、戊二醛的濃度)進行了詳細的討論.所構建的這種新型生物感測器在長達五個月的時間里顯示出了良好的穩定性.同時,該感測器具有響應時間短、靈敏度高、（略）易制備等優點.該感測器成功...

Ⅶ 感測器的種類有哪些

感測器的種類：
（一）電阻式

電阻式感測器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式感測器件。

（二）變頻功率
變頻功率感測器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣，再將采樣 值通過電纜、光纖等傳輸系統與數字量輸入二次儀表相連，數字量輸入二次儀表對電壓、電流的采樣值進行運算，可以獲取 電壓有效值、 電流有效值、基波電壓、 基波電流、諧波電壓、 諧波電流、 有功功率、 基波功率、 諧波功率等參數。

（三）稱重
稱重感測器是一種能夠將重力轉變為電信號的力→電轉換裝置，是 電子衡器的一個關鍵部件。
能夠實現力→電轉換的感測器有多種，常見的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用於電子天平，電容式用於部分電子吊秤，而絕大多數衡器產品所用的還是電阻應變式稱重感測器。電阻應變式稱重感測器結構較簡單，准確度高，適用面廣，且能夠在相對比較差的環境下使用。因此電阻應變式稱重感測器在衡器中得到了廣泛地運用。

（四）電阻應變式
感測器中的電阻 應變片具有金屬的 應變效應，即在外力作用下產生機械形變，從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、 橫向效應小等優點。

（五）壓阻式
壓阻式感測器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而製成的器件。其基片可直接作為測量感測元件，擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時，各電阻值將發生變化，電橋就會產生相應的不平衡輸出。
用作壓阻式感測器的基片（或稱膜片）材料主要為矽片和鍺片，矽片為敏感材料而製成的硅壓阻感測器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式感測器應用最為普遍。

（六）熱電阻
熱電阻測溫是基於金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。 熱電阻大都由純 金屬材料製成，目前應用最多的是鉑和銅，此外，已開始採用鎳、錳和銠等材料製造 熱電阻。
熱電阻感測器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種感測器比較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用於測量-200℃～+500℃范圍內的溫度。
熱電阻感測器分類：
1、NTC熱電阻感測器：
該類感測器為負溫度系數感測器，即感測器阻值隨溫度的升高而減小。
2、PTC熱電阻感測器：
該類感測器為正溫度系數感測器，即感測器阻值隨溫度的升高而增大。

（七）激光
利用激光技術進行測量的感測器。 它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光感測器是新型測量儀表，它的優點是能實現無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。
激光感測器工作時，先由激光發射二極體對准目標發射激光脈沖。經目標反射後激光向各方向散射。部分散射光返回到感測器接收器，被光學系統接收後成像到雪崩光電二極體上。雪崩光電二極體是一種內部具有放大功能的光學感測器，因此它能檢測極其微弱的光信號，並將其轉化為相應的電信號。
利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現無接觸遠距離測量。激光感測器常用於長度（ZLS-Px）、距離（LDM4x）、振動（ZLDS10X）、速度（LDM30x）、方位等物理量的測量，還可用於探傷和大氣污染物的監測等。

（八）霍爾
霍爾感測器是根據霍爾效應製作的一種磁場感測器， 廣泛地應用於工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。
霍爾感測器分為線性型霍爾感測器和開關型霍爾感測器兩種。
1、線性型霍爾感測器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。
2、開關型 霍爾感測器由穩壓器、霍爾元件、 差分放大器，斯密特觸發器和輸出級組成，它輸出數字量。
霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化， 磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低。霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起感測作用，需要用機械的方法來改變磁場強度。下圖所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處於磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時感測器。霍爾效應感測器屬於被動型感測器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。

（九）溫度
1、室溫管溫感測器：室溫感測器用於測量室內和室外的環境溫度， 管溫感測器用於測量蒸發器和冷凝器的管壁溫度。室溫感測器和管溫感測器的形狀不同，但溫度特性基本一致。按溫度特性劃分，美的使用的室溫管溫感測器有二種類型：1.常數B值為4100K±3%，基準電阻為25℃對應電阻10KΩ±3%。在0℃和55℃對應電阻公差約為±7%；而0℃以下及55℃以上，對於不同的供應商，電阻公差會有一定的差別。溫度越高，阻值越小；溫度越低，阻值越大。離25℃越遠，對應電阻公差范圍越大。
2、排氣 溫度感測器：排氣溫度感測器用於測量壓縮機頂部的排氣溫度，常數B值為3950K±3%,基準電阻為90℃對應電阻5KΩ±3%。
3、模塊溫度感測器：模塊溫度感測器用於測量變頻模塊（IGBT或IPM）的溫度，用的感溫頭的型號是602F-3500F，基準電阻為25℃對應電阻6KΩ±1%。幾個典型溫度的對應阻值分別是：-10℃→（25.897～28.623）KΩ；0℃→（16.3248～17.7164）KΩ；50℃→（2.3262～2.5153）KΩ；90℃→（0.6671～0.7565）KΩ。
溫度感測器的種類很多，經常使用的有熱電阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100；熱電偶：B、E、J、K、S等。溫度感測器不但種類繁多，而且組合形式多樣，應根據不同的場所選用合適的產品。
測溫原理：根據電阻阻值、熱電偶的電勢隨溫度不同發生有規律的變化的原理，我們可以得到所需要測量的溫度值。

（十）無線溫度
無線溫度感測器將控制對象的溫度參數變成電信號,並對接收終端發送無線信號，對系統實行檢測、調節和控制。可直接安裝在一般工業熱電阻、熱電偶的接線盒內，與現場感測元件構成一體化結構。通常和無線中繼、接收終端、通信串口、電子計算機等配套使用，這樣不僅節省了補償導線和電纜，而且減少了信號傳遞失真和干擾，從而獲的了高精度的測量結果。
無線溫度感測器廣泛應用於化工、 冶金、石油、電力、水處理、制葯、食品等自動化行業。例如：高壓電纜上的溫度採集；水下等惡劣環境的溫度採集；運動物體上的溫度採集；不易連線通過的空間傳輸 感測器數據；單純為降低布線成本選用的數據採集方案；沒有交流電源的工作場合的數據測量；攜帶型非固定場所數據測量。

（十一）智能
智能感測器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協調動作， 結合長期以來測試技術的研究和實際經驗而提出來的。是一個相對獨立的智能單元，它的出現對原來硬體性能苛刻要求有所減輕，而靠軟體幫助可以使感測器的性能大幅度提高。
1、信息存儲和傳輸——隨著全智能集散控制系統（SmartDistributedSystem）的飛速發展，對智能單元要求具備通信功能，用通信網路以數字形式進行雙向通信，這也是智能感測器關鍵標志之一。智能感測器通過測試數據傳輸或接收指令來實現各項功能。如增益的設置、補償參數的設置、內檢參數設置、測試數據輸出等。
2、自補償和計算功能——多年來從事感測器研製的工程技術人員一直為感測器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補償工作，但都沒有從根本上解決問題。而智能感測器的自補償和計算功能為感測器的溫度漂移和非線性補償開辟了新的道路。這樣，放寬感測器加工精密度要求，只要能保證感測器的重復性好，利用微處理器對測試的信號通過軟體計算，採用多次擬合和差值計算方法對漂移和非線性進行補償，從而能獲得較精確的測量結果壓力感測器。
3、自檢、自校、自診斷功能——普通感測器需要定期檢驗和標定，以保證它在正常使用時足夠的准確度，這些工作一般要求將感測器從使用現場拆卸送到實驗室或檢驗部門進行。對於在線測量感測器出現異常則不能及時診斷。採用智能感測器情況則大有改觀，首先自診斷功能在電源接通時進行自檢，診斷測試以確定組件有無故障。其次根據使用時間可以在線進行校正，微處理器利用存在EPROM內的計量特性數據進行對比校對。
4、復合敏感功能——觀察周圍的自然現象，常見的信號有聲、光、電、熱、力、化學等。敏感元件測量一般通過兩種方式：直接和間接的測量。而智能感測器具有復合功能，能夠同時測量多種物理量和化學量，給出能夠較全面反映物質運動規律的信息。

（十二）光敏
光敏感測器是最常見的感測器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極體、太陽能電池、紅外線感測器、紫外線感測器、光纖式光電感測器、色彩感測器、CCD和CMOS圖像感測器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光感測器不只局限於對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他感測器，對許多非電量進行檢測，只要將這些非電量轉換為光信號的變化即可。光感測器是目前產量最多、應用最廣的感測器之一，它在自動控制和非電量電測技術引中佔有非常重要的地位。最簡單的光敏感測器是光敏電阻，當光子沖擊接合處就會產生電流。

（十三）生物
生物感測器是用生物活性材料（酶、 蛋白質、 DNA、抗體、抗原、生物膜等）與 物理化學換能器有機結合的一門交叉學科，是發展生物技術必不可少的一種先進的檢測方法與監控方法，也是物質分子水平的快速、微量分析方法。各種生物感測器有以下共同的結構：包括一種或數種相關生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達的信號轉換為電信號的物理或化學換能器（感測器），二者組合在一起，用現代微電子和 自動化儀表技術進行生物信號的再加工，構成各種可以使用的生物感測器分析裝置、儀器和系統。
生物感測器的原理：
待測物質經擴散作用進入生物活性材料，經分子識別，發生生物學反應，產生的信息繼而被相應的物理或化學換能器轉變成可定量和可處理的電信號，再經二次儀表放大並輸出，便可知道待測物濃度。
生物感測器的分類：
按照其感受器中所採用的生命物質分類，可分為：微生物感測器、免疫感測器、組織感測器、細胞感測器、 酶感測器、DNA感測器等等。
按照感測器器件檢測的原理分類，可分為：熱敏生物感測器、場效應管生物感測器、壓電生物感測器、光學生物感測器、聲波道生物感測器、酶電極生物感測器、介體生物感測器等。
按照生物敏感物質相互作用的類型分類，可分為親和型和代謝型兩種。

（十四）視覺
視覺感測器是指：具有從一整幅圖像捕獲光線的數發千計像素的能力，圖像的清晰和細膩程度常用解析度來衡量，以像素數量表示。
視覺感測器具有從一整幅圖像捕獲光線的數以千計的像素。圖像的清晰和細膩程度通常用解析度來衡量，以像素數量表示。
在捕獲圖像之後，視覺感測器將其與內存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析。例如，若視覺感測器被設定為辨別正確地插有八顆螺栓的機器部件，則感測器知道應該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對準的部件。此外，無論該機器部件位於視場中的哪個位置，無論該部件是否在360度范圍內旋轉，視覺感測器都能做出判斷。
視覺感測器的低成本和易用性已吸引機器設計師和工藝工程師將其集成入各類曾經依賴人工、多個光電感測器，或根本不檢驗的應用。視覺感測器的工業應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。以下只是一些應用範例：
在汽車組裝廠，檢驗由機器人塗抹到車門邊框的膠珠是否連續，是否有正確的寬度；
在瓶裝廠，校驗瓶蓋是否正確密封、裝灌液位是否正確，以及在封蓋之前沒有異物掉入瓶中；
在包裝生產線，確保在正確的位置粘貼正確的包裝標簽；
在葯品包裝生產線，檢驗阿斯匹林葯片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的葯片；
在金屬沖壓公司，以每分鍾逾150片的速度檢驗沖壓部件，比人工檢驗快13倍以上。

（十五）位移
位移感測器又稱為線性感測器，把位移轉換為電量的感測器。位移感測器是一種屬於金屬感應的線性器件，感測器的作用是把各種被測物理量轉換為電量它分為電感式位移感測器，電容式位移感測器，光電式位移感測器，超聲波式位移感測器，霍爾式位移感測器。
在這種轉換過程中有許多物理量（例如壓力、流量、加速度等）常常需要先變換為位移，然後再將位移變換成電量。因此位移感測器是一類重要的基本感測器。在生產過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。機械位移包括線位移和角位移。按被測變數變換的形式不同，位移感測器可分為模擬式和數字式兩種。模擬式又可分為物性型（如自發電式）和結構型兩種。常用位移感測器以模擬式結構型居多，包括 電位器式位移感測器、 電感式位移感測器、自整角機、電容式位移感測器、電渦流式位移感測器、霍爾式位移感測器等。數字式位移感測器的一個重要優點是便於將信號直接送入計算機系統。這種感測器發展迅速，應用日益廣泛。

（十六）壓力
壓力感測器引是工業實踐中最為常用的一種感測器，其廣泛應用於各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。

（十七）超聲波測距離
超聲波測距離感測器採用超聲波回波測距原理，運用精確的時差測量技術，檢測感測器與目標物之間的距離，採用小角度，小盲區超聲波感測器，具有測量准確，無接觸，防水，防腐蝕，低成本等優點，可應於液位，物位檢測，特有的液位，料位檢測方式，可保證在液面有泡沫或大的晃動，不易檢測到回波的情況下有穩定的輸出，應用行業：液位，物位，料位檢測，工業過程式控制制等。

（十八）24GHz雷達
24GHz雷達感測器採用高頻微波來測量物體運動 速度、 距離、 運動 方向、方位角度信息，採用平面微帶天線設計，具有體積小、質量輕、靈敏度高、穩定強等特點，廣泛運用於智能交通、工業控制、安防、體育運動、智能家居等行業。工業和信息化部2012年11月19日正式發布了《工業和信息化部關於發布24GHz頻段短距離車載雷達設備使用頻率的通知》（工信部無〔2012〕548號），明確提出24GHz頻段短距離車載雷達設備作為車載雷達設備的規范。

（十九）一體化溫度
一體化溫度感測器一般由測溫探頭（熱電偶或熱電阻感測器）和兩線制固體電子單元組成。採用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內，從而形成一體化的感測器。一體化溫度感測器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。
熱電阻溫度感測器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測溫熱電阻信號轉換放大後，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進行補償，經V/I轉換電路後輸出一個與被測溫度成線性關系的4～20mA的恆流信號。
熱電偶溫度感測器一般由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大後，再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，最後放大轉換為4～20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由於電偶斷絲而使控溫失效造成事故，感測器中還設有斷電保護電路。當熱電偶斷絲或接解不良時，感測器會輸出最大值（28mA）以使儀表切斷電源。一體化溫度感測器具有結構簡單、節省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工作可靠等優點。一體化溫度感測器的輸出為統一的 4～20mA信號；可與微機系統或其它常規儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。

（二十）液位
1、浮球式液位感測器
浮球式液位感測器由磁性浮球、測量導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。
一般磁性浮球的比重小於0.5，可漂於液面之上並沿測量導管上下移動。導管內裝有測量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比於液位變化的電阻信號，並將電子單元轉換成4～20mA或其它標准信號輸出。該感測器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優點，電路內部含有恆流反饋電路和內保護電路，可使輸出最大電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護電源並使二次儀表不被損壞。
2、浮簡式液位感測器
浮筒式液位感測器是將磁性浮球改為浮筒，它是根據阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位感測器是利用微小的金屬膜應變感測技術來測量液體的液位、界位或密度的。它在工作時可以通過現場按鍵來進行常規的設定操作。
3、靜壓或液位感測器
該感測器利用液體靜壓力的測量原理工作。它一般選用硅壓力測壓感測器將測量到的壓力轉換成電信號，再經放大電路放大和補償電路補償，最後以4～20mA或0～10mA電流方式輸出。

（二十一）真空度
真空度感測器，採用先進的硅微機械加工技術生產，以集成硅壓阻力敏元件作為感測器的核心元件製成的絕對壓力變送器，由於採用硅-硅直接鍵合或硅-派勒克斯玻璃靜電鍵合形成的真空參考壓力腔，及一系列無應力封裝技術及精密溫度補償技術，因而具有穩定性優良、精度高的突出優點，適用於各種情況下絕對壓力的測量與控制。
採用低量程晶元真空絕壓封裝，產品具有高的過載能力。晶元採用真空充注硅油隔離，不銹鋼薄膜過渡傳遞壓力，具有優良的介質兼容性，適用於對316L不銹鋼不腐蝕的絕大多數氣液體介質真空壓力的測量。真空度傳染其應用於各種工業環境的低真空測量與控制。

（二十二）電容式物位
電容式物位感測器適用於工業企業在生產過程中進行測量和控制生產過程，主要用作類導電與非導電介質的液體液位或粉粒狀固體料位的遠距離連續測量和指示。
電容式液位感測器由電容式感測器與電子模塊電路組成，它以兩線制4～20mA恆定電流輸出為基型，經過轉換，可以用三線或四線方式輸出，輸出信號形成為 1～5V、0～5V、0～10mA等標准信號。電容感測器由絕緣電極和裝有測量介質的圓柱形金屬容器組成。當料位上升時，因非導電物料的介電常數明顯小於空氣的介電常數，所以電容量隨著物料高度的變化而變化。感測器的模塊電路由基準源、脈寬調制、轉換、恆流放大、反饋和限流等單元組成。採用脈寬調特原理進行測量的優點是頻率較低，對周圍元射頻干擾、穩定性好、線性好、無明顯溫度漂移等。

（二十三）銻電極酸度
銻電極酸度感測器是集 PH檢測、自動清洗、電信號轉換為一體的工業在線分析儀表，它是由銻電極與參考電極組成的PH值測量系統。在被測酸性溶液中，由於銻電極表面會生成三氧化二銻氧化層，這樣在金屬銻面與三氧化二銻之間會形成電位差。該電位差的大小取決於三所氧化二銻的濃度，該濃度與被測酸性溶液中氫離子的適度相對應。如果把銻、三氧化二銻和水溶液的適度都當作1，其電極電位就可用能斯特公式計算出來。
銻電極酸度感測器中的固體模塊電路由兩大部分組成。為了現場作用的安全起見，電源部分採用交流24V為二次儀表供電。這一電源除為清洗電機提供驅動電源外，還應通過電流轉換單元轉換成相應的直流電壓，以供變送電路使用。第二部分是測量感測器電路，它把來自感測器的基準信號和PH酸度信號經放大後送給斜率調整和定位調整電路，以使信號內阻降低並可調節。將放大後的PH信號與溫度被償信號進行迭加後再差進轉換電路，最後輸出與PH值相對應的4～20mA恆流電流信號給二次儀表以完成顯示並控制PH值。

（二十四）酸、鹼、鹽
酸、鹼、鹽濃度感測器通過測量溶液電導值來確定濃度。它可以在線連續檢測工業過程中酸、鹼、鹽在水溶液中的濃度含量。這種感測器主要應用於鍋爐給水處理、化工溶液的配製以及環保等工業生產過程。
酸、鹼、鹽濃度感測器的工作原理是：在一定的范圍內，酸鹼溶液的濃度與其電導率的大小成比例。因而，只要測出溶液電導率的大小變可得知酸鹼濃度的高低。當被測溶液流入專用電導池時，如果忽略電極極化和分布電容，則可以等效為一個純電阻。在有恆壓交變電流流過時，其輸出電流與電導率成線性關系，而電導率又與溶液中酸、鹼濃度成比例關系。因此只要測出溶液電流，便可算出酸、鹼、鹽的濃度。
酸、鹼、鹽濃度感測器主要由電導池、電子模塊、顯示表頭和殼體組成。電子模塊電路則由激勵電源、電導池、電導放大器、相敏整流器、解調器、溫度補償、過載保護和電流轉換等單元組成。

（二十五）電導
它是通過測量溶液的電導值來間接測量離子濃度的流程儀表（一體化感測器），可在線連續檢測工業過程中水溶液的電導率。
由於電解質溶液與金屬導體一樣的電的良導體，因此電流流過電解質溶液時必有電阻作用，且符合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導體相反，具有負向溫度特性。為區別於金屬導體，電解質溶液的導電能力用電導（電阻的倒數）或電導率（電阻率的倒數）來表示。當兩個互相絕緣的電極組成電導池時，若在其中間放置待測溶液，並通以恆壓交變電流，就形成了電流迴路。如果將電壓大小和電極尺寸固定，則迴路電流與電導率就存在一定的函數關系。這樣，測了待測溶液中流過的電流，就能測出待測溶液的電導率。電導感測器的結構和電路與酸、鹼、鹽濃度感測器相同。
感測器（英文名稱：transcer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

主要特點：
感測器的特點包括：微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網路化，它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代，而且還可能建立新型工業，從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械繫統（MEMS）技術基礎上的，已成功應用在硅器件上做成硅壓力感測器。

Ⅷ 生物感測器可以用在哪些領域

生物感測器是利用生物活性物質與電化學或其他感測器相結合而形成的新型探測器件。生物感測器中最關鍵的部件是生物活性物，它可以是生物酸、抗體、生物膜或者活細胞等。這些活性物質與所要測定的物質相遇，便會發生化學變化、物理變化和生物化學變化。此類變化進一步通過化學過程或其他感測器的作用，轉化為電信號或光信號，就可以被儀器記錄下來，成為可掌握的信息。

世界上第一台生物感測器是在60年代由美國開發成功的酶感測器。他們利用酶的專一性，即能識別某種物質分子的獨特功能，研究成生物感測器的最初構型——葡萄糖酶電極。用它可以很方便地測定出人體血液中和尿中的葡萄糖含量。這是檢查糖尿病很有效的辦法。

從那以後，開發生物感測器進入了一個飛速發展的時期。首先，生物感測器有極佳的檢測本領，即使是含量極低的檢測物也逃不過它的火眼金睛。第二，生物感測器的測定過程簡便快速。一般檢測一次僅需20秒鍾，而以往檢測方法一般需要2～20小時。第三，它可以直接在人體內進行檢測，而不需在體外取樣進行檢測。

生物感測器已廣泛應用於食品、衛生、醫療、環境等領域。

Ⅸ 生物感測器的應用領域

生物感測器是一門由生物、化學、物理、醫學、電子技術等多種學科互相滲透成長起來的高新技術。因其具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低、在復雜的體系中進行在線連續監測，特別是它的高度自動化、微型化與集成化的特點，使其在近幾十年獲得蓬勃而迅速的發展。
在國民經濟的各個部門如食品、制葯、化工、臨床檢驗、生物醫學、環境監測等方面有廣泛的應用前景。特別是分子生物學與微電子學、光電子學、微細加工技術及納米技術等新學科、新技術結合，正改變著傳統醫學、環境科學動植物學的面貌。生物感測器的研究開發，已成為世界科技發展的新熱點，形成21世紀新興的高技術產業的重要組成部分，具有重要的戰略意義。 生物感測器在食品分析中的應用包括食品成分、食品添加劑、有害毒物及食品鮮度等的測定分析。
⑴食品成分分析在食品工業中，葡萄糖的含量是衡量水果成熟度和貯藏壽命的一個重要指標。已開發的酶電極型生物感測器可用來分析白酒、蘋果汁、果醬和蜂蜜中的葡萄糖。其它糖類，如果糖，啤酒、麥芽汁中的麥芽糖，也有成熟的測定感測器。
Niculescu等人研製出一種安培生物感測器，可用於檢測飲料中的乙醇含量。這種生物感測器是將一種配蛋白醇脫氫酶埋在聚乙烯中，酶和聚合物的比例不同可以影響該生物感測器的性能。在目前進行的實驗中，該生物感測器對乙醇的測量極限為1nmol/L。
⑵食品添加劑的分析
亞硫酸鹽通常用作食品工業的漂白劑和防腐劑，採用亞硫酸鹽氧化酶為敏感材料製成的電流型二氧化硫酶電極可用於測定食品中的亞硫酸鹽含量，測定的線性范圍為0～6的負四次方mol/L。又如飲料、布丁、醋等食品中的甜味素，Guibault等採用天冬氨酶結合氨電極測定，線性范圍為2×10的負五次方～1×10的負三次方 mol/L。此外，也有用生物感測器測定色素和乳化劑的報道。
⑶農葯殘留量分析
人們對食品中的農葯殘留問題越來越重視，各國政府也不斷加強對食品中的農葯殘留的檢測工作。
Yamazaki等人發明了一種使用人造酶測定有機磷殺蟲劑的電流式生物感測器，利用有機磷殺蟲劑水解酶，對硝基酚和二乙基酚的測定極限為10的負七次方mol，在40℃下測定只要4min。Albareda等用戊二醛交聯法將乙酞膽鹼醋酶固定在銅絲碳糊電極表面，製成一種可檢測濃度為10的負十次方mol/L的對氧磷和10的負十一次方mol/L的克百威的生物感測器，可用於直接檢測自來水和果汁樣品中兩種農葯的殘留。
⑷微生物和毒素的檢驗
食品中病原性微生物的存在會給消費者的健康帶來極大的危害，食品中毒素不僅種類很多而且毒性大，大多有致癌、致畸、致突變作用，因此，加強對食品中的病原性微生物及毒素的檢測至關重要。
食用牛肉很容易被大腸桿菌0157.H7.所感染，因此，需要快速靈敏的方法檢測和防禦大腸桿菌0157.H7一類的細菌。Kramerr等人研究的光纖生物感測器可以在幾分鍾內檢測出食物中的病原體（如大腸桿菌0157.H7.），而傳統的方法則需要幾天。這種生物感測器從檢測出病原體到從樣品中重新獲得病原體並使它在培養基上獨立生長總共只需1天時間，而傳統方法需要4天。
還有一種快速靈敏的免疫生物感測器可以用於測量牛奶中雙氫除蟲菌素的殘余物，它是基於細胞質基因組的反應，通過光學系統傳輸信號。已達到的檢測極限為16.2ng/mL。一天可以檢測20個牛奶樣品。
⑸食品鮮度的檢測
食品工業中對食品鮮度尤其是魚類、肉類的鮮度檢測是評價食品質量的一個主要指標。Volpe等人以黃嗦吟氧化酶為生物敏感材料，結合過氧化氫電極，通過測定魚降解過程中產生的一磷酸肌苷(IMP)、肌苷(HXR)和次黃嘌吟(HX)的濃度，從而評價魚的鮮度，其線性范圍為5x10的負10次方～2x10的負4次方mol/L。 環境污染問題日益嚴重，人們迫切希望擁有一種能對污染物進行連續、快速、在線監測的儀器，生物感測器滿足了人們的要求。已有相當部分的生物感測器應用於環境監測中。
⑴水環境監測
生化需氧量(BOD）是一種廣泛採用的表徵有機污染程度的綜合性指標。在水體監測和污水處理廠的運行控制中，生化需氧量也是最常用、最重要的指標之一。常規的BOD測定需要5d的培養期，而且操作復雜，重復性差，耗時耗力，干擾性大，不適合現場監測。SiyaWakin等人利用一種毛孢子菌(Trichosporoncutaneum）和芽孢桿菌(Bacilluslicheniformis）製作一種微生物BOD感測器。該BOD生物感測器能同時精確測量葡萄糖和谷氨酸的濃度。測量范圍為0.5～40mg/L，靈敏度為5.84nA/mgL。該生物感測器穩定性好，在58次實驗中，標准偏差僅為0.0362。所需反應時間為5～lOmin。
硝酸根離子是主要的水污染物之一，如果添加到食品中，對人體的健康極其有害。Zatsll等人提出了一種整體化酶功能場效應管裝置檢測硝酸根離子的方法。該裝置對硝酸根離子的檢測極限為7x10的負5次方mol，響應時間不到50s，系統操作時間約為85s。
此外，Han等人發明了一種新型微生物感測器，可用於測定三氯乙烯。該感測器將假單細胞菌JI104固定在聚四氟乙烯薄膜（直徑：25 mm，孔徑：0.45μm)上。再將薄膜固定在氯離子電極上。帶有AgCl/Ag2S薄膜(7024L,DKK,日本)的氯離子電極和Ag/AgCI參比電極連接到離子計(IOL-50,DKK,日本)上,記錄電壓的變化,與標准曲線對照,測出三氯乙烯的濃度。該感測器線性濃度范圍為0.1～ 4 mg/L,適於檢測工業廢水。在最優化條件下,其響應時間不到10min。
⑵大氣環境監測
二氧化硫(S02)是酸雨酸霧形成的主要原因，傳統的檢測方法很復雜。Martyr等人將亞細胞類脂類（含亞硫酸鹽氧化酶的肝微粒體）固定在醋酸纖維膜上，和氧電極製成安培型生物感測器，對S02形成的酸雨酸霧樣品溶液進行檢測，lOmin可以得到穩定的測試結果。
NOx不僅是造成酸雨酸霧的原因之一，同時也是光化學煙霧的罪魁禍首。Charles等人用多孔滲透膜、固定化硝化細菌和氧電極組成的微生物感測器來測定樣品中亞硝酸鹽含量，從而推知空氣中NOx的濃度。其檢測極限為0.01xl0負6次方mo1/L。 在各種生物感測器中，微生物感測器具有成本低、設備簡單、不受發酵液混濁程度的限制、可能消除發酵過程中干擾物質的干擾等特點。因此，在發酵工業中廣泛地採用微生物感測器作為一種有效的測量工具。
⑴原材料及代謝產物的測定
微生物感測器可用於測量發酵工業中的原材料（如糖蜜、乙酸等）和代謝產物（如頭孢黴素、谷氨酸、甲酸、醇類、乳酸等）。測量的裝置基本上都是由適合的微生物電極與氧電極組成，原理是利用微生物的同化作用耗氧，通過測量氧電極電流的變化量來測量氧氣的減少量，從而達到測量底物濃度的目的。
2002年，Tkac等人將一種以鐵氰化物為媒介的葡萄糖氧化酶細胞生物感測器用於測量發酵工業中的乙醇含量，13s內可以完成測量，測量靈敏度為3.5nA/mM。該微生物感測器的檢測極限為0.85nM，測量范圍為2～270nM，穩定性能很好。在連續8.5h的檢測中，靈敏度沒有任何降低。
⑵微生物細胞數目的測定
發酵液中細胞數的測定是重要的。細胞數（菌體濃度）即單位發酵液中的細胞數量。一般情況下，需取一定的發酵液樣品，採用顯微計數方法測定，這種測定方法耗時較多，不適於連續測定。在發酵控制方面迫切需要直接測定細胞數目的簡單而連續的方法。人們發現：在陽極(Pt）表面上，菌體可以直接被氧化並產生電流。這種電化學系統可以應用於細胞數目的測定。測定結果與常規的細胞計數法測定的數值相近。利用這種電化學微生物細胞數感測器可以實現菌體濃度連續、在線的測定。 醫學領域的生物感測器發揮著越來越大的作用。生物感測技術不僅為基礎醫學研究及臨床診斷提供了一種快速簡便的新型方法，而且因為其專一、靈敏、響應快等特點，在軍事醫學方面，也具有廣的應用前景。
⑴臨床醫學
在臨床醫學中，酶電極是最早研製且應用最多的一種感測器，已成功地應用於血糖、乳酸、維生素C、尿酸、尿素、谷氨酸、轉氨酶等物質的檢測。其原理是：用固定化技術將酶裝在生物敏感膜上，檢測樣品中若含有相應的酶底物，則可反應產生可接受的信息物質，指示電極發生響應可轉換成電信號的變化，根據這一變化，就可測定某種物質的有無和多少。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可製成微生物感測器，在臨床中應用的微生物感測器有葡萄糖、乙酸、膽固醇等感測器。若選擇適宜的含某種酶較多的組織，來代替相應的酶製成的感測器稱為生物電極感測器。如用豬腎、兔肝、牛肝、甜菜、南瓜和黃瓜葉製成的感測器，可分別用於檢測谷醯胺、鳥嘌呤、過氧化氫、酪氨酸、維生素C和胱氨酸等。
DNA感測器是目前生物感測器中報道最多的一種，用於臨床疾病診斷是DNA感測器的最大優勢，它可以幫助醫生從DNA,RNA、蛋白質及其相互作用層次上了解疾病的發生、發展過程，有助於對疾病的及時診斷和治療。此外，進行葯物檢測也是DNA感測器的一大亮點。Brabec等人利用DNA感測器研究了常用鉑類抗癌葯物的作用機理並測定了血液中該類葯物的濃度。
⑵軍事醫學
軍事醫學中，對生物毒素的及時快速檢測是防禦生物武器的有效措施。生物感測器已應用於監測多種細菌、病毒及其毒素，如炭疽芽孢桿菌、鼠疫耶爾森菌、埃博拉出血熱病毒、肉毒桿菌類毒素等。
2000年，美軍報道已研製出可檢測葡萄球菌腸毒素B、蓖麻素、土拉弗氏菌和肉毒桿菌等4種生物戰劑的免疫感測器。檢測時間為3～lOmin，靈敏度分別為10，5Omg/L,5x10的5次方，和5x10的4次方cfu/ml。Song等人製成了檢測霍亂病毒的生物感測器。該生物感測器能在30min內檢測出低於1xlO的負5次方mol/L的霍亂毒素，而且有較高的敏感性和選擇性，操作簡單。該方法能夠用於具有多個信號識別位點的蛋白質毒素和病原體的檢測。
此外，在法醫學中，生物感測器可用作DNA鑒定和親子認證等。