压电生物传感器原理
来源 : www.biosensor1.org 发布时间 : 2014-11-11
生物传感技术是一门新兴的交叉学科,涉及生物、、固体物理学、微电子学等学科。它融合了信息技术和生物技术,在临床诊断、工业控制、食品和药物分析、环境保护以及生物技术等领域有着广泛的应用前景。
生物传感器的种类很多,可以有不同的分类方法。按照其检测的物质分类,可以分为:微生物传感器、免疫传感器、酶传感器、DNA传感器等等。按照传感器器件的原理分类,可以分为:热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、酶电极生物传感器等等。按照生物反应的基本原理分类,又可以分为生物催化传感器和生物亲和传感器。
压电生物传感器用压电介质激发声波,并在其表面固定具有生物识别特性的生物活性材料。通过声波与周边环境的相互作用,传感器将反应过程中环境介质的物理、变化转换成相应的传感检测信号,从而得到关于反应的各种信息。压电介质同时具有弹性和电特性,因此压电生物传感器能同时感应外界环境的机械变化和电特性变化。相对与其它生物传感器而言,这是压电生物传感器的一个显著优点。
早期的传感器由于声波在液体中的衰减而不能起振,一般都是在空气中测量。1980年,Konash和Bastiaans首先尝试设计在液体中检测的传感器,通过电路的改进,使传感器能稳定的在液体中振荡。姚守拙和周铁安等人研究了传感器在各种有机溶剂和电解质水溶液中的振荡情况。1982年,Nomura和Okuhara首先给出了经验公式,将传感器频率的变化与液体密度和粘度的平方根联系起来。1985年,Kanazawa和Gordon报导了一个理论模型,描述液体中频率响应与传感器参数及液体参数的关系。
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