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壓電生物傳感器原理

來源 : www.ztmjt.com   發布時間 : 2014-11-11
  生物傳感技術是一門新興的交叉學科,涉及生物、化學、固體物理學、微電子學等學科。它融合了信息技術和生物技術,在臨床診斷、工業控制、食品和藥物分析、環境保護以及生物技術等領域有着廣泛的應用前景。
  生物傳感器的種類很多,可以有不同的分類方法。按照其檢測的物質分類,可以分為:微生物傳感器、免疫傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等等。按照傳感器器件的原理分類,可以分為:熱敏生物傳感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、酶電極生物傳感器等等。按照生物反應的基本原理分類,又可以分為生物催化傳感器和生物親和傳感器。
  壓電生物傳感器用壓電介質激發聲波,并在其表面固定具有生物識别特性的生物活性材料。通過聲波與周邊環境的相互作用,傳感器将反應過程中環境介質的物理、化學變化轉換成相應的傳感檢測信号,從而得到關于反應的各種信息。壓電介質同時具有彈性和電特性,因此壓電生物傳感器能同時感應外界環境的機械變化和電特性變化。相對與其它生物傳感器而言,這是壓電生物傳感器的一個顯著優點。
  早期的傳感器由于聲波在液體中的衰減而不能起振,一般都是在空氣中測量。1980年,Konash和Bastiaans首先嘗試設計在液體中檢測的傳感器,通過電路的改進,使傳感器能穩定的在液體中振蕩。姚守拙和周鐵安等人研究了傳感器在各種有機溶劑和電解質水溶液中的振蕩情況。1982年,Nomura和Okuhara首先給出了經驗公式,将傳感器頻率的變化與液體密度和粘度的平方根聯系起來。1985年,Kanazawa和Gordon報導了一個理論模型,描述液體中頻率響應與傳感器參數及液體參數的關系。

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