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生物传感器 第一部分传感器概述 1.1 传感器的定义 Shanghai Jiao Tong University 能感受规定的被测量并按一定规律将其转换成有用 信号输出的器件或装置，称为传感器 （Sensors）。 ①传感器是测量装置，能完成检测任务； ②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等； ③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，可以是气、光、 电物理量，主要是电物理量； ④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。 被测量 电量 敏感元件 转换元件 电子线路 辅助电源 Shanghai Jiao Tong University 1.2 传感器的分类 2.1 按被测量分类 压力传感器 位移传感器 加速度传感器 物理传感器 …… 速度 温度传感器 流量传感器 传 O2传感器 感 化学传感器 CO2传感器 …… 器 Na传感器 酶传感器 免疫传感器 生物传感器 …… 微生物传感器 DNA传感器 Shanghai Jiao Tong University 1.3 化学传感器 化学传感器 （Chemical Sensor ）通常指基于化 学原理的、以化学物质成分为检测对象的一类传 感器。 该类传感器主要是利用敏感材料与被测物质中的 离子、分子或生物物质相互接触而产生的电极电 位变化、表面化学反应或引起的材料表面电势变 化，并将这些反应或变化直接或间接地转换为电 信号。 化学传感器在医学中的应用和技术改进使医学生 化检验更加快速、准确、方便，它的发展趋势向 实时、经济、无创、自动化和微型化发展 Shanghai Jiao Tong University pH玻璃电极 其敏感膜是由固熔体玻璃薄膜构成的，其化学 组成对pH电极性能的影响很大。 属刚性基质电极，是由离子交换型的刚性基底 薄膜玻璃熔融烧制而成，膜电势通过膜相与溶 液中的金属离子或氧粒子在相界面交换产生。 例如纯二氧化硅石英玻璃中加入碱金属氧化物 + 后，对H 有较强的选择性。最常见的是球形玻 璃膜电极，其内参比电极常用Ag/AgCl 电极。 Shanghai Jiao Tong University 氧电极的基本结构 参考电极为阳极，工 作电极为阴极，两电 极进入试液中，并在 二者间加上0.6~0.8V 左右的电压，经过一 系列的氧化还原反应 ，电路中有电流产生 ，并且此电流值大小 与氧分压PO2