生物傳感器是經(jīng)30多年的研究而發(fā)展起來(lái)的一種新型傳感器，它只有在各種生物分子敏感材料發(fā)現(xiàn)后才能產(chǎn)生。發(fā)展到今天，已經(jīng)商品化或正在研究的生物傳感器，從工作原理上來(lái)看，大致有如下幾種：
(1)將化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)
目前絕大部分生物傳感器的工作原理均屬此類(lèi)?，F(xiàn)以酶?jìng)鞲衅鳛槔右哉f(shuō)明。
酶能催化持定物質(zhì)發(fā)生反應(yīng).從而使特定物質(zhì)的量有所增減。用能把這類(lèi)物質(zhì)的量的改變轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置和固定化的酶相輥合，即組成酶?jìng)鞲衅?。常用的這類(lèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置有酗nrk型氧電極、過(guò)氧化氫電極、氫離子電極、其他離子電極、氨氣敏電極、co2氣敏電極、離子敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管等。除酶以外，用固定化細(xì)胞.特別是微生物細(xì)胞、固定化細(xì)胞器、同樣可以組成相應(yīng)的傳感器，其工作原理與酶相似。
當(dāng)固定化的生物材料與相應(yīng)的被測(cè)物作用時(shí)，常伴有熱的變化，即產(chǎn)生熱效應(yīng)。然后.利用熱敏元件，如熱敏電阻、轉(zhuǎn)換為電阻等物理量的變化。例如大多數(shù)酶反應(yīng)均有熱變化，一般在25-100kj/m
(3)將光效應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)
有些生物物質(zhì)，如過(guò)氧化氫兩，能催化過(guò)氧化氫/魯米諾體系發(fā)光，因此，如能將過(guò)氧化氫酶膜附著在光纖或光鍍二極管等光敏元件的前端，再用光電流檢測(cè)裝置，即可測(cè)定過(guò)氧化氫的含量。許多酌反應(yīng)都伴有過(guò)氧化氫的產(chǎn)生，又如葡萄糖氧化酶(GOD)在催化葡萄糖氧化時(shí)也產(chǎn)生過(guò)氧化氫。因此把GoD和過(guò)氧化氫酶一起做成復(fù)合兩膜，則可利用上述方法測(cè)定葡萄糖。除酶?jìng)鞲衅魍?，也可依?jù)上述原理組成兩標(biāo)免疫傳感器。
(4)直接產(chǎn)生電信號(hào)
上述三種原理的生物傳感器，都是將分子識(shí)別無(wú)件中的生物敏感物質(zhì)與待測(cè)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所產(chǎn)生的化學(xué)或物理變化量通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行測(cè)量的.這些方式稱(chēng)為間接測(cè)量方式。另有一種方式可使酶反應(yīng)伴隨有電子轉(zhuǎn)移、微生細(xì)胞的氧化直接或通過(guò)電子傳送體作用在電極表面上直接產(chǎn)生電信號(hào)，因此稱(chēng)為直接測(cè)量方式。
