生物传感器

生物传感器（共10篇）

1.生物传感器 篇一

表面等离子体共振生物传感器在微生物检测中的应用

在地球环境及航天空间环境中存在有多种多样的微生物,快速、准确地检测这些微生物成为亟待解决的问题.在众多微生物检测方法中,表面等离子体共振生物传感器凭借其快速、灵敏的检测特点,近年来发展迅速.本文综述了表面等离子体共振生物传感器在微生物检测领域中的.应用,以期为地面及航天环境的微生物检测工作提供技术参考.

作 者：刘学勇 白延强 熊江辉 王春艳 李莹辉 LIU Xueyong BAI Yanqiang XIONG Jianghui WANG Chunyan LI Yinghui 作者单位：中国航天员科研训练中心,北京,100094刊 名：空间科学学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SPACE SCIENCE年，卷(期)：26(4)分类号：V7关键词：航天 微生物检测 表面等离子体共振 实时监测

2.生物传感器 篇二

1 适体的优越性

一种单链DNA或RNA能形成多种热力学稳定的空间结构,是筛选各类靶分子适体的基础。适体替代抗体作为生物传感器的识别分子具有以下优越性[6]:

1) 高特异性、高亲和力

适体只识别与其互补的分子空间结构,能够分辨出靶分子在结构上的细微差别。适体与配体结合的解离常数(kd)可以达到纳摩尔,甚至皮摩尔水平[7]。适体与配体间的亲合力常要强于抗原抗体之间的亲合力,几乎可以完全避免非特异性结合。

2)靶分子广

适体筛选的靶分子不仅作用于蛋白质与核酸,还能作用于酶、人IgE、生长因子、抗体、基因调节因子、细胞黏附分子、植物凝集素、完整的病毒颗粒、病原菌等生物大分子。适体也用于小分子量物质的检测,包括金属离子,有机染料、药物、神经递质、氨基酸、辅因子、氨基糖苷、抗生素、核苷碱基类似物、核酸等[8]。

3)体外合成、易于修饰

适体的制备过程不依赖动物或细胞而是在体外人工合成的寡核苷酸,可因需要而加以改变。适体经适当修饰,稳定性大大提高,且不影响与配体间的亲和力。

4) 稳定性好、可反复变性、复性

核酸适体在表观功能上与单抗类似又具有许多优势,抗体的蛋白本质决定了它容易变性。核酸适体冻成干粉后可于室温保存数年,适当溶解后又立刻恢复其功能。

鉴于以上优越性,适体在生物传感器领域里得到了广泛的应用。下面就不同类型的适体生物传感器分别进行阐述。

2 适体生物传感器

适体生物传感器是一种能够连续和可逆地进行分子识别的装置,也可以看作信息采集和处理链中的一个逻辑元件。它主要是由接受器(Receptor),换能器(Transduce)和电子线路(electronic control circuit)3部分组成。根据检测信号不同,适体生物传感器分为电化学适体生物传感器、光学适体生物传感器等[9]。本文重点评述这两类适体生物传感器。

2.1 电化学适体生物传感器

电化学生物传感器由于具有较高的灵敏度和选择性,价格低廉,自动化程度高,被认为是一种有发展前景的分析测试方法,大多是利用适体与目标结合设计生物传感器,通过电化学参数直接测量,如阻抗和电流;或者通过某些标记物间接测量,常用标记物包括酶和纳米颗粒。另一种设计机理是利用适体的某些生化特征作为DNA酶的底物或构象开关;也有基于链置换或者是结构转换诱导的构象改变来设计适体生物传感器的。电化学根据有无标记可分为标记型电化学适体生物传感器和非标记型电化学适体生物传感器。根据检测信号不同又可分为电流型、阻抗型、压电型等电化学适体生物传感器。

2.1.1 标记型电化学适体生物传感器

标记型电化学适体生物传感器主要是电流型,根据标记物的不同分为量子点标记(CdS、PbS等),小分子标记(亚甲蓝、二茂铁等),酶标记(辣根过氧化物酶、葡萄糖脱氢酶等),纳米粒子标记(Au、 Ag)等。大部分标记型的电化学适体传感器均把电活性物质标记的适体固定于电极表面,与目标分子结合后,因构象减小了电极与电活性物质间的距离,电化学信号增大,为Signal on型。不同构象的适体和其标记位点不同,对信号变化的影响不同。因电活性物质标记的适体与待测物结合后使电化学信号减小而进行测定的,为Signal off型。

Jacob[10]等把不同的适体固定在电极上,用不同的量子点标记蛋白质,可同时检测多种蛋白质,该法属于Signal on型。Li[11]等报道了一种测定可卡因的电化学发光生物传感器(ECL-AB生物传感器,Signal on型)。此生物传感器以可卡因为研究对象,可卡因适体作为分子识别元件,用钌标记的适体作为ECL探针,将探针固定在金电极表面构建成ECL-AB生物传感器。ECL探针发生构象变化既可提高,ECL信号。此生物传感器对可卡因的检测范围为5.0～300 nmol/L,检测限达1.0 nmol/L。郑静[12] 等介绍了一种利用互补核酸杂交富集金胶实现信号扩增的蛋白质生物传感器。以凝血酶蛋白为研究对象,利用凝血酶蛋白相对应的两段核酸适体,将核酸适体Ⅰ固定在磁性颗粒上,用于捕获蛋白,在核酸适体Ⅱ上标记金胶。在凝血酶蛋白存在下形成了核酸适体Ⅰ磁性颗粒/凝血酶/核酸适体Ⅱ-金胶的三明治结构[图1(A)]。由于在三明治体系中的金胶上有多余的核酸适体Ⅱ,当标记有金胶的互补核酸与核酸适体Ⅱ进行杂交时,对应每一个三明治结构会有更多的金胶,从而实现信号的扩增[图1(B)]。通过引入这种标记有金胶的互补核酸杂交,使得检测的灵敏度大大提高,最低检测限可达到4.52 fmol/L,是目前已报道的最灵敏的凝血酶生物传感器之一。该凝血酶生物传感器具有很高的特异性,不受其它蛋白存在的影响。

Zheng [13]等报道了一种基于金纳米颗粒和巯基氰尿酸来测定凝血酶的超灵敏电化学适体生物传感器。适体Ⅰ固定在磁性纳米颗粒上,适体Ⅱ用金纳米颗粒标记,磁性纳米颗粒用于分离和选择,金纳米颗粒能提供很好的电化学信号。适体与凝血酶特异性识别,形成了网状巯基氰尿酸/金纳米颗粒/凝血酶三明治结构。提高了检测的灵敏度,检测下限达7.82 amol/L (Signal on型)。Zhang [14]等人报道了一种新型的基于与表面接近程度杂化的电化学适体生物传感器并用于蛋白质的检测。此适体生物传感器由一对亲和探针组成,同时识别血小板衍化生长因子-BB(PDGF-BB),适体探针在3′端有二茂铁标记的核苷尾系列。它与固定在表面的DNA链互补,当无目标分子时,尾系列不与表面链结合,因互补片段太短不足以引发有效的杂化事件。当适体同时结合PDGF-BB,尾系列被带至靠近表面的地方,浓度升高,一对尾系列与表面系列杂化,二茂铁被拉至电极表面产生可测量的电流(Signal on型)。Wu [15]等在金纳米组装的电极上自组装固定捕获DNA探针,不存在目标分子腺苷时,捕获DNA探针与二茂铁标记的适体结合,二茂铁与电极的表面距离减小,产生一个较强的电化学信号;腺苷存在时,二茂铁标记的适体与腺苷结合,与电极上固定的捕获DNA解链,电化学信号减小,根据电流信号的减小对腺苷进行检测(Signal off型)。

(A)由适体Ⅰ标记的磁珠、凝血酶和适体Ⅱ标记的金纳米颗粒构成的三明治结构(B)通过互补核苷酸的杂交而进行的金纳米颗粒的富集(A)structureofthesandwichformatbymagneticnanoparticlelabeledaptamerI,thrombinandgoldnanoparticlelabeledaptamerII;(B)enrichment ofgoldnanoparticlesthroughthehybridizationwiththecomplementaryoligonucleotide.

2.1.2 非标记型电化学适体生物传感器

非标记型电化学适体生物传感器主要分为阻抗型和压电型。Feng等[16]报道了基于目标诱导适体置换的非标记型电化学腺苷传感器,传感基底是1,6二巯基正己烷自组装膜修饰的金电极。此膜可以增加捕获探针的表面负载量并增强信号。腺苷适体与捕获探针杂交,在表面上形成双链配合物。腺苷与适体的相互作用取代了该适体序列致使适体序列在表面游离出来。检测游离的适体产生的氧化还原电流的大小,可反映分析物的浓度。此传感器有较高的灵敏度,图2。

Bini [17]等报道了一种压电石英晶体凝血酶适体生物传感器。评价了凝血酶传感器制备的几个关键步骤对传感器性能的影响。Li[18]等报道了一种阻抗型适体生物传感器。为提高检测灵敏度,构建了夹心型传感平台,巯基化适体首先被固定在金基底捕捉凝血酶分子,然后适体功能化的Au纳米颗粒(AuNPs)被用于放大阻抗信号。相比已报道阻抗适体生物传感器,这种适体/凝血酶/ AuNPs传感系统不仅可以提高检测灵敏度,也为以适体为基础的蛋白质检测提供了信号扩增模型。此传感器的检测限为0.02 nmol/L,线性范围为0.05～18 nmol/L左右。齐永志[19]等对适体型压电石英晶体传感器探针固定方法进行了研究。用巯基固定法及生物素-亲和素固定法将针对人IgE的适体探针固定在压电传感器的金膜表面,对不同浓度IgE引起的频率变化进行检测。比较了金膜表面两种探针固定法的优劣,与巯基法相比,生物素-亲和素法固定探针压电传感器频率下降更为明显,检出限低,线性范围宽,在0.1～2.5 mg/ L质量浓度范围内IgE浓度与频率变化呈明显的线性相关,相关系数0.9945。

2.2 光学适体生物传感器

根据所选光学方法和检测材料的不同,光学生物传感器也可分成许多种类。光学适体生物传感器主要有光度适体生物传感器、表面等离子共振适体生物传感器、荧光适体生物传感器等类型。

2.2.1 光度适体生物传感器

光度适体生物传感器是基于适体与靶分子结合作用前后吸光度的变化或最大吸收波长(颜色)的改变进行检测的适体生物传感器。Stojanovic[20]等设计了核酸适体的比色探针,用于可卡因的检测。其基本原理是先将核酸适体和花青染料结合,由于是非特异性结合,当加入可卡因后,可卡因取代染料和核酸适体特异性结合。通过测量染料分子在特定波长的吸光度变化可以计算出可卡因的浓度(图3)。此生物传感器可以测定药物,但不能测定尿液中pmol/L级的代谢物,因为其离解常数只为μmol/L级。

Liu [21]小组报道了基于适体和纳米颗粒的通用传感器用于快速比色测定腺苷和可卡因。金纳米颗粒所具有的较好的吸光系数和取决于距离的光学性质使其被应用于与DNA有关的比色测定中。最近,适体功能化的金纳米颗粒已用于凝血酶的测定。用常规方法构建的腺苷和可卡因的传感器在室温下数秒即可产生颜色的变化。腺苷适体生物传感器由3种成分组成: 3′AdapAu或5′AdapAu功能化的纳米颗粒和LinkerAdap。3′AdapAu和5′AdapAu组装在LinkerAdap形成聚集体,显示淡紫色。LinkerAdap分为3个片段。第一个片段与3′AdapAu杂化,第二个片段是腺苷的适体系列与5′AdapAu上的另外七个核苷杂化。当腺苷存在时,适体改变它的结构与腺苷结合,结果只有五个碱基对留下来与5′AdapAu杂化,在室温下不稳定,5′AdapAu颗粒从3′AdapAu颗粒上解离,聚集体解体,体系颜色从紫色变为红色。

2.2.2 表面等离子共振适体生物传感器

表面等离子共振(SPR)技术通常是将适体分子固化在以石英或玻璃为载体的金属(通常为金)膜表面,加入待测目标物,两者的结合使金属膜与溶液界面的折射率上升,从而导致共振角度的改变。如果固定入射光角度,就能根据共振角的改变程度对待测物进行定量分析。Li Y[22]等报道了一种利用SPR的方法来直接检测人体血液中的一种标记蛋白血管内皮生长因子(VEGF),VE-GF是一种血管分裂原,能促进内皮细胞有丝分裂与肿瘤新生血管的形成及与其它血管增生性疾病关系密切,是一种血液中的标记分子,跟多种疾病有关。这种检测方法是首先把靶蛋白固定在适体表面,与辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗体构成了适体-靶分子-抗体的三明治结构。HRP暴露于表面,在表面形成了深蓝色沉淀,扩大了SPR响应并提高了检测的灵敏度。Herr[23]等采用适体结合的金纳米颗粒测定癌细胞。适体是通过细胞-指数富集配基系统进化技术(cell-SELEX)方法选择的。由于金纳米颗粒具有等离子共振特性,其距离决定光学特性,一旦AuNPs相互靠近,它们的吸收光谱位移就导致颜色的变化,很多技术都基于AuNPs的聚集特性而建立,可用于测定基因和蛋白质。

2.2.3 荧光适体生物传感器

荧光适体传感器主要是基于适体与目标分子作用前后荧光信号的变化来检测目标分子的器件。徒永华[24]等报道了基于核酸适配体的新型荧光纳米生物传感器用于凝血酶的测定。此生物传感器利用凝血酶的两条核酸适配体与凝血酶的高亲和力构建了三明治结构, 利用磁性纳米颗粒的磁性分离技术,设计制作了一种新型的荧光纳米生物传感器。此传感器对凝血酶的线性响应范围为4.03 ～ 224 nmol /L,其线性方程为I=0.9758 ×1011C - 2.628,检出限为100 nmol /L,具有很高的检测特异性和灵敏度,见图4。Stojanovic[25]等研究了以适体为基础的荧光可卡因生物传感器。适体识别可卡因信号要经过两个步骤:适体的一个茎与可卡因结合形成口袋形状的三维结构,由此导致标记荧光的短茎消失并且引起荧光淬灭。没有可卡因存在时,两个茎打开,有可卡因存在时形成三维结构。重大的结构改变引起了荧光和淬灭,从而产生信号并用于测定配体的浓度。该生物传感器对可卡因具有高选择性,有益于可卡因水解酶的筛选。荧光适体生物传感器的研究主要是开发新的荧光物质,探索新的检测原理和新的检测方法。

3 结语

随着SELEX技术的不断丰富和完善,适体生物传感器的研究得到了飞速发展,但在其性能完善与应用推广方面仍面临着许多需要继续研究的问题。核酸适体作为理想的传感器识别元件,在基础研究和生物医学诊断等领域发挥了重要作用,尤其是在以细胞为基础的肿瘤蛋白质学方面,将是今后适体研究的热点领域。寻找高特异性的新适体,提高适体生物传感器的灵敏度和适用性,加速适体传感器检测过程的快速化、自动化已成为适体生物传感器的研究的主要方向。

摘要：适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、基础分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越来越受到人们的关注。介绍了适体的优点,重点综述了2006年以来适体生物传感器的研究新发展。

3.微生物传感器的发展和应用 篇三

关键词：微生物传感器 检测识别功能 发展前景和应用空间

中图分类号：Q819 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2015）02-0080-01

微生物传感器是由固定化微生物、换能器和信号输出装置组成，以微生物活体作为分子识别敏感材料固定于电极表面构成的一种生物传感器。微生物传感器是使用微生物活细胞或细胞碎片作为敏感元件与电化学换能器来制备的生物传感器。由于微生物传感器的核心部分是具有生物活性的微生物细胞，与基于酶的生物传感器相比，微生物传感器不需要昂贵的纯化过程，微生物在其数量、大小、繁殖、遗传改造等方面均具有独特的优势，因此可以满足环境监测中快速简单、原位、低成本的要求。

随着微生物固定化技术的发展，微生物传感器是生物学研究的一个重要突破，因为其不仅为微生物细胞中的酶提供了自然环境以提高酶的活性及稳定性，还减免了酶纯化以及辅助因素再生的步骤，也就进一步的降低了生物学研究的成本；另一方面微生物传感器的生物学成分还可通过浸入生长基内使之实现再生。现今，微生物传感器已经能广泛的应用于地表水、生活污水以及部分工业废水的检测以及其他领域，具有较大运用空间。

1 微生物传感器的构造及工作原理

1.1 微生物传感器的构造

微生物传感器是由固定化微生物、信号转换器（换能器和信号输出装置）两部分组成。固定化微生物是对微生物进行信息捕捉的元件，同时也能影响到传感器的整体性能。固体化微生物的使用前提是要将微生物限制在一定的空间使微生物的成分不至于流失，还要求微生物的活性及机械性能保持良好的状态。总之，固体化技术是影响传感器的稳定度、灵敏度及使用寿命的核心部件。而换能器则包括O2电极、CO2电极（均为电化学电极）以及离子选择电波等。现今的换能器如离子敏场效应管可谓是发展新型微生物传感器的有效手段。

1.2 微生物传感器的工作原理

微生物在利用物质进行呼吸或代谢的过程时，将会消耗溶液中的溶解氧或者产生电活性物质。在微生物数量及活性未产生变动的情况下，其所消耗的物质的量能够反映出被检测物质的含量，然后再用气体敏感膜电极或离子选择电极、微生物燃料电池检测溶解氧和电活性物质的变化量。一般情况下，微生物电极可分为电流型微生物电极和电位型微生物电极两种类型，但根据微生物与底物的作用原理，又可分为测定呼吸活性型微生物电极和测定代谢物质型微生物电极。

2 微生物传感器的发展及应用

2.1 微生物传感器的应用实例简述

（1）应用于生物工业（发酵工程、酶工程、细胞培养、食品检测等），微生物传感器已用检测于原材料、代谢产物。并且，微生物传感器不会受到外界环境或者是工作过程中常有的干扰物质的影响，也不会收到发酵液浑浊程度的限制。自1975年Devis制成了第一支微生物传感器以来，微生物传感器研制的关键技术在于微生物的固定，传统的生物材料固定方法包括物理吸附、共价键合、交联到一定的载体基质上或包埋于有机聚合物的基质中，然而这些方法都存在稳定期短和固定时引起微生物的损伤等缺陷，从而限制了微生物传感器的发展。纳米技术的出现提供另一种更好的固定方法，纳米材料特有的光、电、磁、催化等性能，引起了凝聚态物理界、化学界及材料科学界的科学工作者的极大关注，这些进步推动了微生物传感器的发展。HIikuma于1979年使用固定化毛孢菌制作而成的醇电极完成了对发酵罐中醇的测定；1989年，张先恩等人实现了对蔗糖低分子糖的测定—通过将酿酒酵母菌固定在氧电极表面；等等案例都可以说明其在生物工业中的运用之广。

（2）微生物传感器还能对环境进行监测，其工作原理就是将活细胞作为探测单元，利用微生物的新陈代谢特点对污染物进行检测分析。早在1977年，Karube就用骨胶原将土壤中的微生物固定在氧电极上以检测污水的生化耗氧量，而现今，微生物传感器的研究主要是利用基因工程的方法和技术来检测污染物。

（3）在临床医学研究中，就有许春向运用过半微分循环伏安法进行了白血病人身上的白细胞与正常者的白细胞进行了识别，而后可以利用微生物传感器来对病变细胞进行筛选达到治疗检查的效果，这是医学史上的一次重大突破，也运用了微生物传感器原理来实施的。

2.2 微生物传感器的发展前景

现今，微生物传感器还存在两大阻碍发展因素：（1）细胞的电化学响应信号较为微弱，仪器设备精确度以及灵敏度不高以至于细胞检测难以实行，（2）大部分的细胞电化学响应机理不明确，目前仅能通过使用电子传递媒介或修饰电极来使电化学响应信号增强。不过，近年来，微生物传感器已在各个领域得到广泛的运用，主要是因其检测能力被大家所认同。许多传感器目前还是处在研究阶段，而微生物传感器的稳定性及使用期限又是收到检测对象所含重金属或是有毒有机物体的影响，这也是微生物传感器研究制作时所需考虑的因素。另外，在研究传感器时还需考虑到的因素有固体化技术的创新、微生物育种、基因工程以及细胞融合技术等。随着科学经济的快速发展，微生物传感器的研究与发展也必定会随着新型技术的发展而趋于高科技、高效耐毒、微型智能化。

3 结语

微生物传感器的发展和广泛应用将能够在实际生活中发挥很重要的作用，但前提是，需要不断地加强微生物传感器的性能及检测结果的精准度。微生物传感器成为大众普及的仪器设备，就因为微生物传感器具有足够的敏感度和精确度、操作简单便捷、性价比高、构造简单。目前，微生物传感器的应用空间广泛，多重领域的涉及，也就势必会需要其长久耐用，符合生物工程、环境监测及临床医学使用规范。

参考文献

[1]马莉萍，毛斌，刘斌，等.生物传感器的应用现状与发展趋势[J].传感器與微系统，2009.

[2]谢平会，刘鹰，刘禹，等.微生物传感器[J].传感器技术，2001.

[3]王建龙，张悦，施汉昌，等.生物传感器在环境监测中的应用研究[J].生物技术通报，2000.

4.DNA电化学生物传感器总结 篇四

DNA电化学生物传感器

在生物学方面，随着分子生物学和基因工程领域的迅速发展，人们已经开始对核酸进行更深层次的研究。但是作为核酸研究的一个重要项目——核酸检测的手段却始终落后于其理论研究，而且目前存在的问题主要是核酸检测的操作繁琐，检测速度较慢。尤其是分子杂交检测技术，现已广泛应用于生物学、医学和环境科学等有关领域，但其实验过程一直是手工操作，费时费力。而传统的放射性同位素标记法对时间要求苛刻，安全性差，难以满足各方面的需要。基于这种缺陷下，DNA生物传感器发展成为一种用于检测分子杂交的新型传感器。通过使用DNA生物传感器，使得分子杂交检测在速度有了很大的提高。而在各种DNA生物传感器中目前发展较快的则是DNA电化学生物传感器，下面对这种新型传感器进行介绍。

DNA电化学生物传感器的原理

DNA电化学生物传感器是利用单链DNA(ssDNA)作为敏感元件，通过共价键合或化学吸附固定在固体电极表面，通过电极使ssDNA与目标DNA(靶基因)呈碱基序列互补，在适当的温度、离子强度、pH、缓冲溶液等杂交条件下，探针ssDNA与溶液中的靶基因发生特异性选择杂交，形成双链杂交DNA(dsDNA)，从而导致电极表面结构的变化，再通过加上的电化学标识元素，将所引起电信号(如电压、电流或电导)的变化体现出来的检测特定基因的装置。其具体工作原理见下图。

DNA电化学生物传感器的分类

根据电化学标识元素的不同，可以将DNA电化学生物传感器分为三类：

（1）具有电化学活性的杂交指示剂。该类标识元素可以与电机表面生成的dsDNA形成复合物，并生成其氧化—还原峰电位和峰电流，通过这种方法对DNA进行检测。

（2）在寡聚核苷酸上标记电化学活性的官能团。通过其与电极表面的靶基因选择性的进行杂交反应，生成用于测定的电信号，以此测定DNA。

（3）在DNA分子上标记酶作为识别元素。当标记了酶的ssDNA与电极表面的互补ssDNADNA电化学生物传感器

发生杂交反应后，由于酶具有很强的催化功能，通过测定反映生成物的变化量间接测定DNA。

DNA电化学生物传感器的制备

DNA电化学传感器一般以固体电极作基础电极，将DNA探针片段有效地与之结合，不脱落且保持活性，同时其结合量应满足灵敏度的需要。往往需要借助有效的物理或化学方法。

（1）吸附结合法

该方法是将碳糊电极放到含DNA探针分子的乙酸缓冲溶液中在一定电位下活化电极，然后在控制电位下吸附富集探针分子，最后用磷酸缓冲溶液淋洗后便可使用。其特点是简单、灵活，但稳定性不够。

（2）自组装膜法

即基于分子的自组作用，在固体表面自然形成高度有序的单分子层膜的方法。其特点是表面结构高度有序，稳定性好，有利于杂交；但对巯基化合物修饰的DNA的纯度要求较高，分离提纯操作较烦琐。

（3）共价键结合法

该法首先对电极进行活化预处理，以引入活性键合基团，然后进行表面的有机合成，通过共价键合反应把探针分子修饰到电极表面。其特点是修饰层稳定，易进行分子杂交，但由于电极表面活性位点有限，表面合成又是异相反应，因而固定的DNA量有限，响应信号小。

（4）组合法

将化学修饰剂与电极材料如石墨粉混合后制备组合修饰电极，再利用ssDNA与修饰剂的相互作用而固定。这种方法制备的电极修饰层相对稳定，易于杂交反应的发生，但其再生能力较差，使用次数有限。

（5）其他方法

如电聚合法是利用导电聚合物将ssDNA固定在电极表面的方法；化学免疫法是首先在电极表面键合抗生蛋白，然后利用抗生蛋白与生物素之间的亲和作用，使其与5′端标记有生物素的DNA结合，因而将DNA固定于电极表面。

DNA电化学生物传感器的应用

DNA电化学生物传感器由于简单、方便、快速、灵敏、无放射性污染等特点，近年来发展迅速，并且已经广泛的应用于下列医学方面当中。

（1）细菌及病毒感染类疾病诊断（2）基因诊断（3）DNA损伤研究（4）环境监测（5）药物检验

DNA电化学生物传感器的展望

DNA电化学生物传感器具有重要的理论意义和应用价值。它开辟了电化学与分子生物学交叉学科的新领域。为生命科学的研究提供了一种新技术、新方法。在临床医学和遗传工程等领域的研究具有深远的意义和应用价值。

5.生物传感器 篇五

Nation-二茂铁修饰的脑疲劳检测生物传感器的研究

通用Nafion固定二茂铁(Fc)作为电子传递体,通过明胶包埋法将葡萄糖氧化酶(GOD)和α-糖苷酶(GA)修饰在Nation-二茂铁修饰的玻碳电极上,制成检测脑疲劳标志物-唾液淀粉酶的`生物传感器.结果表明:该传感器表现出良好的特异性、敏感性、准确性,传感器响应电流与淀粉酶浓度在50～820U/L之间呈现良好的线性关系,检出限为17.5U/L,达到95%稳态响应时间不超过30s.探讨了pH、温度及其他干扰物质等对淀粉酶生物传感器的影响.将此传感器用于唾液中淀粉酶的测定,取得了满意的结果.

作 者：周觅 邹超世 谢国明 罗鹏 熊兴良 郑军 ZHOU Mi ZOU Chao-shi XIE Guo-ming LUO Peng XIONG Xing-liang HENG Jun  作者单位：周觅,邹超世,谢国明,罗鹏,郑军,ZHOU Mi,ZOU Chao-shi,XIE Guo-ming,LUO Peng,HENG Jun(重庆医科大学,检验系,临床检验诊断学省部共建教育部重点实验室重庆市重点实验室,重庆,400016)

熊兴良,XIONG Xing-liang(重庆医科大学,生物工程研究室,重庆,400016)

刊 名：传感器与微系统  PKU英文刊名：TRANSDUCER AND MICROSYSTEM TECHNOLOGIES 年，卷(期)： 27(8) 分类号：O65 关键词：Nation   二茂铁   葡萄糖氧化酶   脑疲劳   生物传感器  

6.传感器作业 篇六

摘要: 建设创新型国家，人才是关键因素。创新型人才的成长是一个综合培养的过程，教育是这个过程的源头和关键环节

关键字: 创新 人才教育思维

创新型人才指富于开拓性，具有创造能力，能开创新局面，对社会发展做出创造性贡献的人才。通常表现出灵活、开放、好奇的个性，具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想像力丰富以及富于冒险精神等特征。

作为新时代的创新型人才还必须具备一定的条件：一是有可贵的创新品质

当前，我国正处于发展的重要战略机遇期，大力培育创新型人才，为建设创新型国家、国家创新体系和全面建设小康社会，提供坚强的人才保证和智力保障，显得尤为迫切和重要。从一定意义上说，创新型人才正以前所未有的时代需求承载着推进国家自主创新，在激烈的国际竞争中占据主动，实现中华民族伟大复兴的历史使命。二是有坚韧的创新意志

创新是一个探索未知领域和对已知领域进行破旧立新的过程，充满各种阻力和风险，可能遇到重重的困难、挫折甚至失败。人类科学技术发展到今天，要获得每一点进步相当困难。因此，创新型人才每前进一步都是需要非凡的胆识和坚忍不拔的毅力，为了既定的目标必须始终不懈地进行奋斗，锲而不舍，遭到阻挠和诽谤不气馁，遇到挫折和挫败不退却，牺牲个人利益也在所不惜，不达目的誓不罢休，不

自暴自弃，不轻言放弃。

三是有敏锐的创新观察

历史上的科学发现和技术突破，无一不是创新的结果。从这个意义上讲，创新就是发现，而且是突破，要实现突破，就要求创新型人才必须具有敏锐的观察能力、深刻的洞察能力、见微知著的直觉能力和一触即发的灵感和顿悟，不断地将观察到的事物与已掌握的知识联系起来，发现事物之间的必然联系，及时地发现别人没有发现的东西。创新型人才的观察力同时还应当是准确的，能够入木三分，发现事物的真谛，具有善于在于常中求不寻常的创新观察能力。

四是有超前的创新思维

创新思维是创新的基本前提，创新型人才具备思维方式的前瞻性、独创性、灵活性等良好思维品质，才能保证在对事物进行分析、综合和判断时做到独辟蹊径。

五是有丰富的创新知识

创新是对已有知识的发展，在人类知识越来越丰富和深奥的今天，要求创新型人才的知识结构既有广度，又有深度。因此，创新型人才须具有广博而精深的文化内涵，既要有深厚而扎实的基础知识，了解相邻学科及必要的横向学科知识，又要精通自己专业并能掌握所从事学科专业的最新科学成就和发展趋势，这是从事创新研究的必要条件。只有通过知识的不断积累才能用更为宽广的眼界进行创新实践。创新型人才拥有的信息量越大，文化素养越高，思路便越开阔。同时，完备的知识结构使他们具有料学综合化、一体化意识，有助于

增强综合思维能力和创新能力。

六是有科学的创新实践

创新的过程是遵循科学，依据事物的客观规律进行探索的过程，任何一种创新都不能有半点马虎和空想，因此，创新型人才必须具有严谨而求实的工作作风，严格遵循事物的客观规律，从实际出发，以科学的态度进行创新实践。

学习了传感器与技术大家应该都知道什么是创新型人才了，但是如何才能成为创新型人才呢？

成为创新型人才的前提就是更新教育观念：

教育观念的更新对于培养创新型人才有一下几个方面的影响：

第一，教育的目标。传统教育目标是为社会培养合格人才，现在我们谈教育目标主要是促进人的全面发展。前者是以社会为本，后者是以学生个体为本。我们现在要做的就是积极推动学生的自主发展，使其成为积极适应社会的人才。

第二，教育的使命。传统的教育使命是教授前人的知识，现代教育的使命是使人获得持续发展能力。教育不再是简单知识的传递，而是使当代学生获得发展的能力。

第三，教育的特征。传统的学校教育是建立在工业经济基础上的，是按工业经济的要求来培养学生。现代教育则反映的是知识经济对人的需求，教育方式、教育过程强调个体化、个性化。

第四，教育的组织形式。传统的组织形式是以学科、课堂为基础

体系，现代教育强调建立以问题为中心的跨学科结构。现代教育应该突出问题取向的方式，让学生提高面对现代问题的解决能力。

第五，教育思想。传统教育讲人人有受教育的权利，现代教育更加强调机会平等、过程平等，是尊重个人发展性的教育。

第六，教育过程。传统教育过程是传授和读书，现代教育强调实践性的过程和创新。教育的根本结果就是要使人获得广泛的生活经验、完整的生活概念。

以上六条是现代教育的核心理念，如果我们能够把上述思想渗透到创新教育实践中，创新型人才培养必将取得很好的效果。成为创新型人才的核心是自我发展能力

２１世纪最伟大成就，不只是在征服自然和物质生产方面的科学发展，而应是在终身教育理念指导下，人的潜能的开发，人的自我发展。学习型社会要求，我们的教育不仅要给学生第一次专业技能和职业能力，更重要的是为学生奠定终身教育、自我发展的牢固基础，后一种功能在当代社会显得愈来愈重要。

成为创新型人才的关键是评价机制

评价机制是导向。现行的评价机制存在一些问题。比如：录取学生的标准单一，就是看分数，过分看重考试成绩，分分学生的命根。对学生的评价，更重要的是学生的健康、道德、兴趣、爱好，如果学生善良、诚实、忠厚和助人为乐，那就不在乎考试高分。学生是人，“人”是高山大海，“分数”只是小丘小溪；“人”是蓝天苍穹，成绩仅是天上的一颗星星。

在当今这样一个信息化的时代里，企业对人才的需求同地方相比，既有专业性，更显通用性、兼容性，与企业对专业人才的短缺有所不同，社会中既包容有众多企业迫切需要的专业人才，又有大量的人才闲置。我们完全可以利用这些专业人才，稍加培训就可以充实到企业中来，既节约了成本，实现企业与地方的人才互补，又解决了企业对人才的迫切需要。

参考文献:

［1］21世纪高等院校创新型人才培养系列规划教材•企业管理学胥悦红(编者)(2008年5月版)

［2］新型传感器技术及应用宋晓辉(作者)(2009年03月版)

［3］传感器技术陈建元 机械工业出版社(2008-10出版)

［4］传感器与检测技术高等职业技术教育研究会、宋雪臣 人民邮电出版社(2009-05出版)

7.磷酸盐生物传感器研究及发展 篇七

1 生物传感器

1.1 电流型酶电极

1967年Updike和Hicks将葡萄糖氧化酶包含在聚丙烯酰胺胶体中加以固化，再将此胶体膜固定在隔膜氧电极的尖端上，研制出世界上第一支葡萄糖氧化酶电极，用于定量检测血清中葡萄糖含量，标志着生物传感器的诞生(1962年Clark等提出了把酶与电极结合来测定酶底物的设想)。随后改用其它的酶或微生物等固化膜，便可制得检测其对应物的其它传感器。固定感受膜的方法有直接化学结合法;高分子载体法;高分子膜结合法。现已发展了第二代生物传感器(生物、免疫、酶免疫和细胞器传感器)，研制和开发第三代生物传感器，将生物技术和电子技术结合起来的场效应生物传感器。生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。在21世纪知识经济发展中，生物传感器技术必将是介于信息和生物技术之间的新增长点，在医学临床诊断、工业控制、食品和药物分析(包括生物药物研究开发)、环境保护以及生物技术、生物芯片等研究中有着广泛的应用前景。

1.2 原理

在利用生物传感器进行物质检测时，待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的声、光、电等信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。

1.3 特点

1）专一性强。

生物传感器只对特定的底物起反应，而且不受颜色、浊度的影响，因此一般不需要进行样品的预处理，干扰少。

2）成本低，速度快。

固定化酶生物传感分析仪是最早出现且精度最高的生物传感器，它们已经发展成一类可靠的精密分析仪器，由于采用了固定化酶膜作为分析工具，酶法分析试剂可以反复使用数千次，其分析成本只有手掌型血糖分析仪的十分之一;分析速度快，不到20s可以获得准确的分析结果，这在临床急症室、某些重症患者的监护等许多场合都很重要。

3）操作系统简单，容易实现自动分析。

如药物分析中常用的表面等离子体共振生物传感器，就具有体积小、测定范围宽、精度高、灵敏度高、功能完整、操作方便、可靠、耗材廉价等优点，是一种创新性、实用化的现代科学仪器。

4）稳定性好，分析精度高。

像目前市场上应用的高精度血糖分析仪是采用固定化酶的生物传感分析仪，其分析精度可以达到015%～2%。

5）作用广，应用价值大。

有的生物传感器能够可靠地指示微生物培养系统内的供氧状况和副产物的产生，在生产控制中能得到许多复杂的物理化学传感器综合作用才能获得的信息，同时它们还指明了增加产物获得率的方向;现在的生物传感器的应用涉及到医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境监测、发酵工业的各个领域。

1.4 分类

1）按照其感受器中所采用的生命物质分类，可分为：

微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞器传感器、酶传感器、DNA传感器等。

2）按照传感器器件检测的原理分类，可分为：

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、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。

3）

按照生物敏感物质相互作用的类型分类，可分为亲和型和代谢型两种。

下面介绍磷酸盐传感器的几个方法

1）电流型酶电极:通过电流完成反应

O2+2H2O+2e-→H2O2+2OH-;H2O2→2H++2e-+O2

2）碱性磷酸酶：

以碱性磷酸酶和葡萄糖氧化酶为主体通过几步反应创建传感器。

3）磷酸化酶：

以磷酸化酶磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶碱性磷酸酶变旋酶为主体通过几步反应创建传感器。

4）甘油三磷酸脱氢酶：

以甘油三磷酸脱氢酶磷酸甘油酸激酶己糖激酶为主体通过几步反应创建传感器。

5）丙酮酸氧化酶：

通过丙酮酸氧化酶为主体通过几步反应创建传感器

2 展望

生物传感器由于集高效、灵敏、特异、结构小巧、经济实用等优点于一身，目前已成为生命科学领域的研究热点，正在成为一种强有力的通用分析工具。未来生物传感器的发展趋势和重点走向是微型化、多功能化、智能化和集成化，开发新一代低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命的生物传感器是目前研究的热点。生物活性材料的固定化是生物传感器制备的关键步骤。由于生物活性材料生存条件有限，长期以来生物传感器寿命、稳定性及制备的复杂性制约着研成果商品化与批量生产。随着生物学、化学、物理学、电子学、材料等技术的不断进步，生物传感器将在医学临床诊断、工业控制、食品和药物分析、环境保护以及生物技术、生物芯片等研究中有着广泛的应用前景，愿它为人类生活提供更大的帮助。

附录：

这篇文章已经提到的酶有关的必要信息分类和工作方式。

摘要：这是关于磷酸盐生物传感器的文章, 生物传感器是用安培计和酶电极等其他手段把正磷酸盐在水溶解的信息描述出来。提供的信息条件包括pH和温度等。

关键词：磷酸盐,酶,电极,传感器,生物传感器

参考文献

[1]张静, 顾婷婷.直接电化学酶传感器的研究进展.辽宁科技大学学报, 2009.

8.生物传感器 篇八

清华大学环境学院长期以来从事水环境污染控制理论与技术的研究，该院的环境生物监测技术研究中心在水环境污染物监测生物传感器领域积累了大量的研究成果和经验。经过十余年的科技攻关成功地研制了基于倏逝波原理的“平面波导生物传感器”和“全光纤倏逝波生物传感器”，建立了仪器系统，并实现了成果转化，为环境监测提供了新技术。

生物传感器研究的背景

生物传感器是一种运用抗体和功能基因等生物材料作为敏感材料，通过适当的信号采集器件，将各种生物化学信息转换为电信号的分析装置。许多生物活性物质都可以作为敏感材料，用以识别环境中的污染物，与各种敏感材料相适应的传感元件也有很多种 ，如电流测定元件、电位测定元件、光强测定元件等。与传统传感器相比，生物传感器具有选择性强、测试速度快、操作简便和可连续测定等特点。

国际上环境监测生物传感器的研发始于上世纪90年代，欧盟项目支持的AWACSS系统是目前国际上采用生物传感器技术对水中微量有毒污染物进行定量检测的代表。该仪器系统实现了对水中6种微量有毒污染物进行一机多指标的定量检测，但仪器系统尚处于实验阶段，未能实现批量生产和推广应用。

2000年以来，清华大学环境学院在国家863计划等项目的持续支持下，研究中心攻克了小分子环境污染物生物材料研制、传感元件的功能材料修饰与系统光学准直设计、复杂环境样品检测中微弱信号的采集与干扰屏蔽等关键技术难点，完成了多项发明和技术创新，研制了在线式、便携式、实验室台式和微型传感器四种水中有毒污染物高灵敏检测生物传感器及其仪器系统。仪器实现了产业化。在国际上首次实现了基于免疫与功能核酸生物传感技术的环境监测仪器的现场长期连续监测。引领了环境监测生物传感器技术的发展，推动了环境监测与水污染控制领域的技术进步。

生物传感器的优势与特点

生物传感器由生物功能材料、传感元件和信号收集与处理单元构成。研发生物传感器首先需要研制用于识别污染物的生物功能材料，包括抗体和功能核酸等。研究中心开发了多种用于检测环境和食品污染物的多克隆抗体和单克隆抗体，并建立相应的免疫检测技术和产品。生物传感器中基于抗体/抗原反应原理的免疫分析技术是发展最为迅速、最为成熟、应用最为广泛的生物监测技术。基于高特异性抗体的污染物免疫检测技术，是目前有毒有害有机污染物（如POPs、EDCs、藻类毒素、农药残留等）快速检测的重要手段。课题组研发的新型生物传感器检测生物反应所产生的荧光信号，通过检测光的强度、振幅、相位等参数确定被检物质的量。与其他传感器相比，这种传感器具有抗电磁干扰能力强。不用参比电极，可以实现传感器微型化以及用于遥测和适时检测等优点。

要实现对环境污染物的监测，还需要功课生物传感器表面修饰的难关。如何将小分子化合物固定到传感器表面一直是表面修饰领域中的一个难题。研究中心在进行锥型光学传感器理论分析的基础上，提出了将小分子污染物与大分子惰性蛋白结合形成复合物，然后再将该复合物通过双功能试剂固定到硅烷化后的传感器表面上的修饰方法对传感器进行修饰；最后利用X射线光电子能谱仪（XPS）和基于倏逝波原理的微量污染物快速检测仪器对修饰的效果进行表征。

全光纤倏逝波微量污染物快速检测仪的发明

研究中心运用自主研发的专利技术发明了全光纤倏逝波生物传感器，并通过成果转化，发明了全光纤倏逝波微量污染物快速检测仪。这一仪器利用激光在光纤内以全反射方式传输时，在光纤表面所处的介质中产生倏逝波，该倏逝波可以激发光纤表面用荧光染料标记的抗体或互补DNA上标记的荧光物质，实现待测目标物质的定量检测。新型的微量污染物快速检测仪集成倏逝波荧光分析原理与光纤检测优势于一体，可实现灵敏、准确、快速、经济的检测，在环境质量监控、食品安全检测及生物医学检测等领域具有广泛的应用前景。

全光纤倏逝波快速检测仪的结构原理如图1所示，硬件主要包括光学系统、流动进样系统、信号处理与控制系统。图2为便携式倏逝波全光纤微量污染物快速检测仪的实物图。该发明在激发光路上，以波长为635nm、输出功率为8mW的半导体脉冲激光器作为光源，激光器发出的激光通过光纤耦合器进入单多模光纤耦合器中的单模光纤，由于单模光纤只传递一种模式的光，可有效地降低能量损失。然后再经单多模光纤耦合器的多模光纤传输，从光纤连接器进入光纤探头（见图3）。利用单多模光纤耦合结构将激光引入光纤探头，可有效克服传统光纤免疫传感器激光由光纤探头端面射入时，由于端面反射而造成背景噪声高的缺点。最后，激光在探头表面附近区域产生倏逝波，激发光纤探头表面连接在抗体或DNA分子上的荧光标记物质。

在信号接收光路中，大部分被激发的荧光耦合回探头，经连接器进入单多模光纤耦合器的多模光纤，由多模光纤的另一端射出。荧光滤光片滤除反射的或迷失的激发光，而使绝大部分荧光透过，透过的荧光由光电探测器（光电二极管）探测并将光信号转换成电信号，然后该电信号经锁相放大器放大，由计算机采集并进行数据处理。脉冲激光器的脉冲信号由脉冲信号发生器提供，同时，脉冲信号发生器为锁相放大器提供相同频率信号作为参考信号。通过对太湖和巢湖等大量实际水样和加标水样的检测，并与液相色谱等标准方法比对表明，全光纤倏逝波微量污染物快速检测仪对2，4-D和藻毒素等微量有毒污染物的检出限可满足《生活饮用水卫生标准》的要求。该仪器具有灵敏度高、检测速度快和测试成本低等特点。

全光纤倏逝波微量污染物快速检测仪的出现，为我国环境检测技术提供了新的手段，并将在环境检测领域占得一席之地。崭露头角的全光纤倏逝波微量污染物快速检测仪，已然吹响了生物监测技术进入环境监测领域的号角，不久的将来它将在环境保护中大显身手。

9.传感器类型 篇九

镜头是组成数字摄像头的重要组成部分，根据元件不同分为CCD和CMOS，CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件)是应用在摄影摄像方面的高端技术元件，CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，金属氧化物半导体元件)则应用于较低影像品质的产品中，它的优点是制造成本较CCD更低，功耗也低得多，这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因，

尽管在技术上有较大的不同，但CCD和CMOS两者性能差距不是很大，只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些，但现在该问题已经基本得到解决。目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜选择元件尺寸较大的为好。

10.传感器教案2 篇十

6.1传感器及其工作原理 主备人 孙汉成

课前预习

【预习目标】

1、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义。

2、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。

3、了解传感器的应用。【重点、难点】

1、理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。

2、分析并设计传感器的应用电路。

【学程指导】

（一）阅读内容

1.阅读课本P.52.回答思考题1.2.阅读课本P.53.回答思考题2.3.阅读课本P.54.回答思考题3.4.阅读课本P.55.回答思考题4.（二）问题思考

1.传感器它能够（）

A.感受力，将力的大小转化成电阻 B.感受温度，将温度高低转化成电阻 C.感受物质化学成分，并转换为电流 D.感受电压，将电压大小转换成力的大小 2.光敏电阻的材料是一种半导体，它在（）

A.有光照时，载流子少，导电性能不好 B.随光照增强，载流子增多，导电性能变好 C.能把光照强弱这个光学量转换为电阻 D.在黑暗环境中的电阻很大 3.金属热电阻和热敏电阻（）A.金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大

B.用金属丝可以制作温度传感器，它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。C.热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高非常明显 D.热敏电阻的电阻率随温度的升高而增大

4.以下说法中正确的是（）A.电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量

B.电容式位移传感器内的电介质板，在电容内部的位移增大时，电容的大小变大 C.霍尔元件是一个很小的半导体薄片 D.霍尔元件能将电压转换成磁感应强度

课堂学习

一、传感器

如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。

问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？

总结：什么是传感器

二、霍尔元件

基础训练

1．关于传感器，下列说法正确的是()． A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B．金属材料也可以制成传感器

C．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的 D．以上说法都不正确

2．如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断()．

A．θ′＝θ

`B．θ′＜θ C．θ′＞θ

D．不能确定

3.在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ℃，发

现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是()．

A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡

4．街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的()． A．压敏性 B．光敏性 C．热敏性 D．三种特性都利用

江苏省射阳中学2014年秋学期高二物理导学案（47）

6.2传感器的应用 主备人 孙汉成

课前预习

【预习目标】

1．了解力传感器在电子秤上的应用。2．了解温度传感器在电熨斗上的应用。

【学程指导】

（一）阅读内容

1.阅读课本P.57.—P.59回答思考题1.2.阅读课本P.62.---P.64.回答思考题2.（二）问题思考

1.关于传感器下列说法中正确的是（）A.电子秤理有个力传感器，压力越大，输出电压越小。

B.双金属片是一个温度传感器，当温度变化时，双金属片的热膨胀系数不同，从而能控制电路的通断

C.电饭锅中的感温铁氧体是一种温度传感器，温度达到一定程度就会失去磁性，温度降下来后，磁性又恢复

D.会议室和宾馆房间中的火灾报警器使用温度传感器 探究案

2.在传感器控制电路中

（）A.常将电势的高低叫做“电平”的高低

B.斯密特触发器是一种特殊的非门 C.光敏电阻的电阻值随光照的增强而增大

D.热敏电阻的阻值随温度的升高而增大

课堂学习

1.力传感器的应用——电子秤

2.温度传感器的应用——电熨斗

3.温度传感器的应用——电饭锅

4.光传感器的应用——烟雾散射式火灾报警器 基础训练

1.如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻 R（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的t升高而减小的热敏电阻）的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往R t上擦一些酒精，表针将向________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________（填“左”或“右”）移动。

2.如图所示，R 1为定值电阻，R 2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时（）A．R 1两端的电压增大

B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强

D．小灯泡的亮度变弱

3.如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）

A．电压表的示数增大

B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大

D．电路的路端电压增大

4.如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化是___________，发生这一现象的主要原因是________（填字母代号）A．小灯泡的电阻发生了变化

B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化 C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化 D．电源的电压随温度发生了变化

5.如图所示，厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度

为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时电势差U，电流I和B的关系为U=kIB/d，式中的比例系数k称为霍尔系数。

设电流I是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势

下侧面Ａ的电势（填高于、低于或等于）。

（2）电子所受的洛伦兹力的大小为。