生物传感器技术及在农业工程中的应用.pdfVIP

2002年 刘木华:生物传感器技术及其在农业工程中的应用 生物传感器技术及其在农业工程中的应用 刘木华，周小梅 江〔西农业大学工学院) 摘 要:生物传感器技术是在生命科学和信息科学之间发展起来的一种多学科交叉的高技术。该文介绍了生物传 感器的基本组成、工作原理和特点 探讨了生物传感器技术在设施农业、农药污染检测、养殖及耕地污染检测、农产 品加工等农业工程领域中的应用. 关扭词:生物传感器;农业工程;应用 丫 中圈分类号 TP212.3 文献标识码:B x 生物传感器是指通过埋人或简单结合的方式， 衰1 生物传旅.敏感元件(生物元件)和转换器 将生物及其派生出的敏感基元与理化换能器结合在 Table1Sensitiveparts乙transducers 一起的小型分析器件。它具有体积小、成本低、灵敏 ofbiologicalsensors 度高、选择性强、响应快等优点。生物传感器技术是 教感元件 生物体，组织，细胞，细胞器，细胞膜，醉，陇组分. (生物元件) 抗体 核酸，有机分子等 近几十年内发展起来的一种新的传感器技术。有人 电热测t式、电流侧It式、电导率RJR式、阻抗测 把21世纪称为生命科学的世纪，也有人把21世纪 fftAt}SS定式、光强侧t式、热a1定式、声强侧f式、机 称为信息科学的世纪。而生物传感器技术正是在生 械式等 命科学和信息科学之间发展起来的一种多学科交叉 1.2 生物传感器的工作原理 技术 它适应了生物技术、微电子技术与实际应用相 生物传感器的工作原理如图1所示。检测效果 结合的需要，目前在医学、国防、环境、农业及食品工 主要决定于敏感元件和待测物质之间的相互作用。 业等都有成功的应用实例。研究和探讨如何将生物 生物传感器的信号转换主要有以下几种类型: 传感器技术应用到农业工程领域中是对我们农业工 程科技人员的挑战。本文对生物传感器技术在农业 1)将化学变化转化为电信号。 2)将热变化转化为电信号。 工程领域中一些应用作了粗浅的探讨。 3)将光效应转变为电信号。 1 生物传感器的组成及工作原理 4)直接产生电信号方式。 除上述4种外，随着科学技术的发展，基于新的 1.1生物传感器的组成 生物传感器由敏感元件(也称为信号感受器或 原理的生物传感器将不断出现。如目前正在研究利 生物元件)和信号转换器(传导器)组成。生物传感器 用细胞受体和自激振荡等作用现象的新型生物传感 与传统传感器一样都能够感受一定的信号并将这种 器 0 信号转换成信息处理系统便于接收和处理的信号 }待，物质}一}。感元件{一}伯号转换器}一}信号检，器} (如电信号和光信号)例如.压力传感器能感受压力 图1 生物传感器的工作原理 信号并将压力信号转换成电信号，湿度传感器能感