1、生物傳感技術生物傳感器的特點：生物傳感器的特點：（1 1）采用固定化生物活性物質作催化劑，價值昂貴的試劑可）采用固定化生物活性物質作催化劑，價值昂貴的試劑可以重復多次使用，克服了過去酶法分析試劑費用高和化學以重復多次使用，克服了過去酶法分析試劑費用高和化學分析繁瑣復雜的缺點。分析繁瑣復雜的缺點。（2 2）專一性強，只對特定的底物起反應，而且不受顏色、濁）專一性強，只對特定的底物起反應，而且不受顏色、濁度的影響。度的影響。（3 3）分析速度快，可以在一分鐘得到結果。）分析速度快，可以在一分鐘得到結果。（4 4）準確度高，一般相對誤差可以達到）準確度高，一般相對誤差可以達到1 1。（5 5）操作系

2、統比較簡單）操作系統比較簡單 ，容易實現自動分析。，容易實現自動分析。（6 6）成本低，在連續使用時，每例測定僅需要幾分錢人民幣。）成本低，在連續使用時，每例測定僅需要幾分錢人民幣。（7 7）有的生物傳感器能夠可靠地指示微生物培養系統內的供）有的生物傳感器能夠可靠地指示微生物培養系統內的供氧狀況和副產物的產生。氧狀況和副產物的產生。9.1.1 9.1.1 生物傳感器的工作原理生物傳感器的工作原理以生物活性物質為敏感材料做成的傳感器叫生以生物活性物質為敏感材料做成的傳感器叫生物傳感器。物傳感器。它以生物分子去識別被測目標，然后將生物分它以生物分子去識別被測目標，然后將生物分子所發生的子所發生的物

3、理或化學變化轉化為相應的電信號，予以放物理或化學變化轉化為相應的電信號，予以放大輸出，從大輸出，從而得到檢測結果。而得到檢測結果。生物傳感器的選擇性與分子識別元件有關，取生物傳感器的選擇性與分子識別元件有關，取決于與載體決于與載體相結合的生物活性物質。相結合的生物活性物質。 為了提高生物傳感器的靈敏度，可利用化學放大為了提高生物傳感器的靈敏度，可利用化學放大功能。所謂化學放大功能，就是使一種物質通過催化、功能。所謂化學放大功能，就是使一種物質通過催化、循環或倍增的機理同一種試劑作用產生出相對大量的循環或倍增的機理同一種試劑作用產生出相對大量的產物。傳感器的信號轉換能力取決于所采用的轉換器。產物

4、。傳感器的信號轉換能力取決于所采用的轉換器。根據器件信號轉換的方式可分為：根據器件信號轉換的方式可分為： 直接產生電信號；直接產生電信號； 化學變化轉換為電信號；化學變化轉換為電信號； 熱變化轉換為電信號；熱變化轉換為電信號； 光變化轉換為電信號；光變化轉換為電信號； 界面光學參數變化轉換為電信號。界面光學參數變化轉換為電信號。9.1.2 9.1.2 生物傳感技術的發展歷史生物傳感技術的發展歷史 19671967年美國的年美國的S.J.S.J.烏普迪克等制出了第一個生物傳感烏普迪克等制出了第一個生物傳感器葡萄糖傳感器。現已發展了第二代生物傳感器（微生物、器葡萄糖傳感器。現已發展了第二代生物傳感

5、器（微生物、免疫、酶免疫和細胞器傳感器），研制和開發第三代生物免疫、酶免疫和細胞器傳感器），研制和開發第三代生物傳感器，將生物技術和電子技術結合起來的場效應生物傳傳感器，將生物技術和電子技術結合起來的場效應生物傳感器。近年來，隨著生物科學、信息科學和材料科學發展感器。近年來，隨著生物科學、信息科學和材料科學發展的推動，生物傳感器技術飛速發展。可以預見，未來的生的推動，生物傳感器技術飛速發展。可以預見，未來的生物傳感器將具有以下特點：物傳感器將具有以下特點：（1 1）功能多樣化）功能多樣化（2 2）微型化）微型化（3 3）智能化與集成化）智能化與集成化（4 4）低成本、高靈敏度、高穩定性和高壽命

6、）低成本、高靈敏度、高穩定性和高壽命 9.1.3 9.1.3 生物傳感器的分類生物傳感器的分類生物傳感器主要有下面三種分類命名方式：生物傳感器主要有下面三種分類命名方式：（1 1）根據生物傳感器中分子識別元件即敏感元件的不同，生）根據生物傳感器中分子識別元件即敏感元件的不同，生物傳感器可分為酶傳感器（固定化酶）、微生物傳感器物傳感器可分為酶傳感器（固定化酶）、微生物傳感器（固定化微生物）、免疫傳感器（固定化抗體）、基因（固定化微生物）、免疫傳感器（固定化抗體）、基因傳感器（固定化單鏈核酸）、細胞傳感器（固定化細胞傳感器（固定化單鏈核酸）、細胞傳感器（固定化細胞器）和組織傳感器（固定化生物體組織

7、）等。器）和組織傳感器（固定化生物體組織）等。（2 2）按照傳感器器件檢測的原理分類，可分為：熱敏生物傳）按照傳感器器件檢測的原理分類，可分為：熱敏生物傳感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。體生物傳感器等。（3 3）按照生物敏感物質相互作用的類型分類，可分為親和型）按照生物敏感物質相互作用的類型分類，可分為親和型和代謝型兩種。和代謝型兩種。9.2 生物傳感技術的分子識別原理與技術生物傳感技術的分子識別原理與技術酶促反應動力學

8、（酶促反應動力學（kinetics of enzyme-kinetics of enzyme-catalyzed reactionscatalyzed reactions）是研究酶促反應速度及其）是研究酶促反應速度及其影響因素的科學。這些因素主要包括酶的濃度、底影響因素的科學。這些因素主要包括酶的濃度、底物的濃度、物的濃度、pHpH值、溫度、抑制劑和激活劑等。但必值、溫度、抑制劑和激活劑等。但必須注意，酶促反應動力學中所指明的速度是反應的須注意，酶促反應動力學中所指明的速度是反應的初速度，因為此時反應速度與酶的濃度呈正比關系，初速度，因為此時反應速度與酶的濃度呈正比關系，這樣避免了反應產物以及

9、其他因素的影響。這樣避免了反應產物以及其他因素的影響。9.2.1 酶反應酶反應酶促反應具有一下幾個特點：酶促反應具有一下幾個特點： 酶促反應具有一般催化劑的性質；加速化學反應酶促反應具有一般催化劑的性質；加速化學反應的進行，而其本身在反應前后沒有質和量的改變，不的進行，而其本身在反應前后沒有質和量的改變，不影響反應的方向，不改變反應的平衡常數；酶促反應影響反應的方向，不改變反應的平衡常數；酶促反應具有極高的催化效率；酶促反應具有高度的專一性。具有極高的催化效率；酶促反應具有高度的專一性。一種酶只作用于一類化合物或一定的化學鍵，以促進一種酶只作用于一類化合物或一定的化學鍵，以促進一定的化學變化，

10、并生成一定的產物，這種現象稱為一定的化學變化，并生成一定的產物，這種現象稱為酶的特異性或專一性。受酶催化的化合物稱為該酶的酶的特異性或專一性。受酶催化的化合物稱為該酶的底物或作用物。酶對底物的專一性通常分為絕對特異底物或作用物。酶對底物的專一性通常分為絕對特異性、相對特異性和立體異構特異性。性、相對特異性和立體異構特異性。1 1. . 酶濃度對反應速度酶濃度對反應速度的影響的影響 在一定的溫度和在一定的溫度和pHpH值條件下，當底物濃度值條件下，當底物濃度大大超過酶的濃度時，大大超過酶的濃度時，酶的濃度與反應速度呈酶的濃度與反應速度呈正比關系。正比關系。酶濃度對反應初速度的影響酶濃度對反應初速

11、度的影響2. 2. 底物濃度對反應速度的影響底物濃度對反應速度的影響 在酶的濃度不變的情況下，在酶的濃度不變的情況下，底物濃度對反應速度影響的作底物濃度對反應速度影響的作用呈現矩形雙曲線。在底物濃用呈現矩形雙曲線。在底物濃度很低時，反應速度隨底物濃度很低時，反應速度隨底物濃度的增加而急聚加快，兩者呈度的增加而急聚加快，兩者呈正比關系，即一級反應。隨底正比關系，即一級反應。隨底物濃度升高，反應速不呈正比物濃度升高，反應速不呈正比例加快，反應速度增加的幅度例加快，反應速度增加的幅度不斷下降。如果繼續加大底物不斷下降。如果繼續加大底物濃度，反應速度不再增加，表濃度，反應速度不再增加，表現為現為0 0

12、級反應。此時，無論底物級反應。此時，無論底物濃度增加多大，反應速度也不濃度增加多大，反應速度也不再增加，說明酶被底物所飽和。再增加，說明酶被底物所飽和。3. pH3. pH值對反應速度的影響值對反應速度的影響 酶反應介質的酶反應介質的pHpH值可影響酶分子的解離程度和值可影響酶分子的解離程度和催化基團中質子供體或質子受體所需的離子化狀態，催化基團中質子供體或質子受體所需的離子化狀態，也可影響底物和輔酶的解離程度，從而影響酶與底也可影響底物和輔酶的解離程度，從而影響酶與底物的結合。物的結合。下表下表 一些酶的最適一些酶的最適pHpH值值 溶液的溶液的pHpH值高于和低于最適值高于和低于最適pHp

13、H值時都會使酶的活性值時都會使酶的活性降低，遠離最適降低，遠離最適pHpH值時甚至導致酶的變性失活。值時甚至導致酶的變性失活。 溫度對唾液淀粉酶溫度對唾液淀粉酶活性影響活性影響酶酶胃胃蛋蛋白白酶酶胰蛋胰蛋白酶白酶過過氧氧化化氫氫酶酶精精氨氨酸酸酶酶延延胡胡索索酸酸酶酶核核糖糖核核酸酸酶酶最最適適pH值值1.87.77.69.87.87.84.4.溫度對反應速度的影響溫度對反應速度的影響 化學反應的速度隨溫度化學反應的速度隨溫度增高而加快。但酶是蛋白質，增高而加快。但酶是蛋白質，可隨溫度的升高而變性。左可隨溫度的升高而變性。左圖所示為溫度對唾液淀粉酶圖所示為溫度對唾液淀粉酶活性影響活性影響5.

14、5. 抑制劑對反應速度的影響抑制劑對反應速度的影響 凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白變性的物質稱凡能使酶的活性下降而不引起酶蛋白變性的物質稱作酶的抑制劑。使酶變性失活（稱為酶的鈍化）的因素作酶的抑制劑。使酶變性失活（稱為酶的鈍化）的因素如強酸、強堿等，不屬于抑制劑。通常抑制作用分為可如強酸、強堿等，不屬于抑制劑。通常抑制作用分為可逆性抑制和不可逆性抑制兩類。逆性抑制和不可逆性抑制兩類。6. 6. 激活劑對酶促反應速度的影響激活劑對酶促反應速度的影響 能使酶活性提高的物質，都稱為激活劑，其中大部能使酶活性提高的物質，都稱為激活劑，其中大部分是離子或簡單的有機化合物。分是離子或簡單的有機化合物。9

15、.2.2 9.2.2 微生物反應微生物反應 利用微生物進行生物化學反應的過程稱為微生物反應過程，利用微生物進行生物化學反應的過程稱為微生物反應過程，即將微生物作為生物催化劑進行的反應為微生物反應。即將微生物作為生物催化劑進行的反應為微生物反應。1. 1. 微生物反應和酶反應的共同特點微生物反應和酶反應的共同特點（1 1）兩者都是生物化學反應，反應所需要的環境相似；）兩者都是生物化學反應，反應所需要的環境相似；（2 2）微生物細胞中包含各種酶，催化所有酶可以催化的反應；）微生物細胞中包含各種酶，催化所有酶可以催化的反應；（3 3）兩者催化的速度近似。）兩者催化的速度近似。2. 2. 微生物反應的

16、特殊性微生物反應的特殊性（1 1）酶反應需要溫和的環境，微生物細胞的膜系統為酶的）酶反應需要溫和的環境，微生物細胞的膜系統為酶的反應提供了天然的反應提供了天然的“理想環境理想環境”，細胞可以在較長的時間，細胞可以在較長的時間保持一定的催化活性；保持一定的催化活性；（2 2）同一個微生物細胞自身包含數以千計種的酶，顯然比）同一個微生物細胞自身包含數以千計種的酶，顯然比單一的酶更適合多底物反應；單一的酶更適合多底物反應；（3 3）酶反應需要的輔助因子和能量可以由微生物細胞提供；）酶反應需要的輔助因子和能量可以由微生物細胞提供；（4 4）酶的提純等成本高，有些酶至今未能完全的提純，相）酶的提純等成本

17、高，有些酶至今未能完全的提純，相比之下，微生物細胞來源方便，價格低廉。比之下，微生物細胞來源方便，價格低廉。3. 3. 傳感器以微生物為敏感元件的不足之處傳感器以微生物為敏感元件的不足之處 微生物傳感器作為生物傳感器的重要組成部分，作為微生物傳感器作為生物傳感器的重要組成部分，作為分子識別元件即敏感元件的生物傳感器亦存在著自身的不分子識別元件即敏感元件的生物傳感器亦存在著自身的不足之處：足之處：（1 1）由于反應過程中往往存在著微生物的生長和死亡，故）由于反應過程中往往存在著微生物的生長和死亡，故分析反應的標準不易建立。分析反應的標準不易建立。（2 2）微生物細胞本身是一個龐大的酶系統，包括自

18、身代謝）微生物細胞本身是一個龐大的酶系統，包括自身代謝在內的許多反應并存，難以去除不必要的反應。在內的許多反應并存，難以去除不必要的反應。（3 3）微生物細胞受環境變化的影響易引起自身生理狀態的）微生物細胞受環境變化的影響易引起自身生理狀態的復雜化，從而導致不期望的反應。復雜化，從而導致不期望的反應。4. 4. 微生物反應的分類方式微生物反應的分類方式 微生物反應主要有下面三種分類方式微生物反應主要有下面三種分類方式（1 1）按照生物代謝流向，微生物反應可以分為同化作用）按照生物代謝流向，微生物反應可以分為同化作用和異化作用。和異化作用。（2 2）按照微生物對營養的要求，微生物反應可以分為自）

19、按照微生物對營養的要求，微生物反應可以分為自養性和異養性。養性和異養性。（3 3）按照微生物反應對氧的需求與否，微生物反應可以）按照微生物反應對氧的需求與否，微生物反應可以分為好氧反應和厭氧反應。分為好氧反應和厭氧反應。 免疫指機體對病原生物感染的抵抗能力。可區別為自免疫指機體對病原生物感染的抵抗能力。可區別為自然免疫和獲得性免疫。自然免疫是非特異型的，獲得性免然免疫和獲得性免疫。自然免疫是非特異型的，獲得性免疫一般是特異性的，在微生物等抗原物質刺激后才形成，疫一般是特異性的，在微生物等抗原物質刺激后才形成，并能與該抗原產生特異性反應。上述各種免疫過程中，抗并能與該抗原產生特異性反應。上述各種

20、免疫過程中，抗原與抗體的反應是最基本的反應。原與抗體的反應是最基本的反應。9.2.3 免疫反應免疫反應1. 1. 抗原抗原（1 1） 抗原的定義抗原的定義 抗原是能夠刺激動物體產生免疫反應的物質。抗原有兩抗原是能夠刺激動物體產生免疫反應的物質。抗原有兩種性能：刺激機體產生免疫應答反應和與相應免疫反應產物種性能：刺激機體產生免疫應答反應和與相應免疫反應產物發生異性結合反應。前一種性能稱為免疫原性，后一種性能發生異性結合反應。前一種性能稱為免疫原性，后一種性能稱為反應原性。具有免疫原性的抗原完全抗原，那些只有反稱為反應原性。具有免疫原性的抗原完全抗原，那些只有反應原性，不刺激免疫應答反應的稱為半抗

21、原。應原性，不刺激免疫應答反應的稱為半抗原。（2 2） 抗原的分類抗原的分類 通常，根據來源的不同，抗原又可以分為如下幾種：通常，根據來源的不同，抗原又可以分為如下幾種： 天然抗原天然抗原 人工抗原人工抗原 合成抗原。合成抗原是化學合成的多肽分子。合成抗原。合成抗原是化學合成的多肽分子。（3 3） 抗原的理化性狀抗原的理化性狀抗原有兩種性狀：抗原有兩種性狀： 物理性狀。完全抗原的分子量較大，通常相對分子質物理性狀。完全抗原的分子量較大，通常相對分子質量在量在1 1萬以上。分子量越大，其表面積相應擴大，接觸萬以上。分子量越大，其表面積相應擴大，接觸免疫系統細胞的機會增多，因而免疫原性也就增強。免

22、疫系統細胞的機會增多，因而免疫原性也就增強。 化學組成。自然界中絕大多數抗原都是蛋白質，即可化學組成。自然界中絕大多數抗原都是蛋白質，即可是純蛋白，也可是結合蛋白。是純蛋白，也可是結合蛋白。免疫傳感器的種類免疫傳感器的種類（4 4） 抗原決定簇抗原決定簇 抗原決定簇是抗原分抗原決定簇是抗原分子表面的特殊化學基團，子表面的特殊化學基團，抗原的特異性取決于抗原抗原的特異性取決于抗原決定簇的性質、數目和空決定簇的性質、數目和空間排列。不同種系的動物間排列。不同種系的動物血清白蛋白因其末端氨基血清白蛋白因其末端氨基酸排列的不同，而表現出酸排列的不同，而表現出各自的種屬性特異。一種各自的種屬性特異。一種

23、抗原常具有一個以上的抗抗原常具有一個以上的抗原決定簇，如牛血清蛋白原決定簇，如牛血清蛋白有有1414個，甲狀腺球蛋白有個，甲狀腺球蛋白有4040個。個。種 屬 末端（N端COOH末端（C端） 人天冬酰胺、丙氨酸甘氨酸、纈氨酸、丙氨酸、亮氨酸馬天冬酰胺、蘇氨酸纈氨酸、絲氨酸、亮氨酸、丙氨酸兔天冬酰胺亮氨酸、丙氨酸2. 2. 抗體抗體（1 1）抗體的定義）抗體的定義 抗體是由抗原刺激機體產生的特性免疫功能的球抗體是由抗原刺激機體產生的特性免疫功能的球蛋白，又稱免疫球蛋白。蛋白，又稱免疫球蛋白。（2 2）抗體的結構）抗體的結構 免疫球蛋白都是由一至幾個單體組成，每個單體免疫球蛋白都是由一至幾個單體組

24、成，每個單體有兩條相同的分子量較大的重鏈和兩條相同分子量較小的輕鏈組成，有兩條相同的分子量較大的重鏈和兩條相同分子量較小的輕鏈組成，鏈與鏈之間通過二硫鏈及非共價鍵鏈連接。鏈與鏈之間通過二硫鏈及非共價鍵鏈連接。免疫球蛋白（免疫球蛋白（IgIg）結構模式圖）結構模式圖（3 3）抗體的特性）抗體的特性 抗體早已用在免疫檢測中，其與相應抗體早已用在免疫檢測中，其與相應抗原之間的鍵連接甚至比酶與其基質之間的連接更加有抗原之間的鍵連接甚至比酶與其基質之間的連接更加有力，特別是對對應的抗原的連接更是如此。力，特別是對對應的抗原的連接更是如此。3. 3. 抗原抗原- -抗體反應抗體反應抗原抗原- -抗體結合時

25、將發生凝聚、沉淀、溶解反應和促進抗體結合時將發生凝聚、沉淀、溶解反應和促進吞噬抗原顆粒的作用。在溶液中，抗原和抗體兩個分子吞噬抗原顆粒的作用。在溶液中，抗原和抗體兩個分子的表面電荷與介質中離子形成雙層離子云，內層和外層的表面電荷與介質中離子形成雙層離子云，內層和外層之間的電荷密度差形成靜電位和分子間引力。由于這種之間的電荷密度差形成靜電位和分子間引力。由于這種引力僅在近距離上發生作用，抗原與抗體分子結合時對引力僅在近距離上發生作用，抗原與抗體分子結合時對位應十分準確。一是結合部位的形狀要互補于抗原的形位應十分準確。一是結合部位的形狀要互補于抗原的形狀；二是抗體活性小心帶有與抗原決定簇相反的電荷

26、。狀；二是抗體活性小心帶有與抗原決定簇相反的電荷。 然而，抗體的特異性是相對的，表現在兩然而，抗體的特異性是相對的，表現在兩個方面：其一，部分抗體不完全與抗原決定個方面：其一，部分抗體不完全與抗原決定簇相對應。其二，即便是針對某一種半抗原簇相對應。其二，即便是針對某一種半抗原的抗體，其化學結構也可能不一致。抗原與的抗體，其化學結構也可能不一致。抗原與抗體結合盡管是穩固的，但也是可逆的。調抗體結合盡管是穩固的，但也是可逆的。調節溶液的節溶液的PHPH值或離子強度，可以促進可逆反值或離子強度，可以促進可逆反應。某些酶能促使逆反應，抗原應。某些酶能促使逆反應，抗原- -抗體復合抗體復合物解離時，都保

27、持自己本來的特性。物解離時，都保持自己本來的特性。9.2.49.2.4 膜技術膜技術 膜是指能以特定形式限制和傳遞各種物質的分隔兩相膜是指能以特定形式限制和傳遞各種物質的分隔兩相的界面。膜在生產和研究中的使用技術被稱之為膜技術，的界面。膜在生產和研究中的使用技術被稱之為膜技術，它包括膜分離技術和非分離膜技術。它包括膜分離技術和非分離膜技術。 膜分離是利用膜的特殊性能和各種分離裝置單元使溶膜分離是利用膜的特殊性能和各種分離裝置單元使溶液和懸浮液中的某些組分較其它組分更快地透過，從而達液和懸浮液中的某些組分較其它組分更快地透過，從而達到分離、濃縮的目的。非分離膜技術是指一些具有特殊性到分離、濃縮的

28、目的。非分離膜技術是指一些具有特殊性能的功能膜的應用及其它一些膜過程。能量轉換膜、反應能的功能膜的應用及其它一些膜過程。能量轉換膜、反應膜、膜蒸餾等，都是屬于非分離膜技術。膜、膜蒸餾等，都是屬于非分離膜技術。1.1.膜分離的工作原理膜分離的工作原理 一是根據混合物的質量、體積和幾何形態的不同，用一是根據混合物的質量、體積和幾何形態的不同，用過篩的方法將其分離；二是根據混合物不同化學性質。物過篩的方法將其分離；二是根據混合物不同化學性質。物質通過分離膜的速度取決于進入膜內的速度和由膜的一個質通過分離膜的速度取決于進入膜內的速度和由膜的一個表面擴散到另一表面的速度。通過分離膜的速度愈大，透表面擴散

29、到另一表面的速度。通過分離膜的速度愈大，透過膜所需的時間愈短，同時，混合物中各組分透過膜的速過膜所需的時間愈短，同時，混合物中各組分透過膜的速度相差愈大，則分離效率愈高。度相差愈大，則分離效率愈高。2. 膜處理方法膜處理方法 (1) 微濾（微濾（MF）膜技術）膜技術 微濾膜是以靜壓差為推動力，微濾膜是以靜壓差為推動力，利利 用篩網狀過濾介質膜的篩分作用進行分離。用篩網狀過濾介質膜的篩分作用進行分離。 (2) 超濾（超濾（UF）膜技術）膜技術 超過濾是以壓差為驅動力，利超過濾是以壓差為驅動力，利用超濾膜的高精度截留性能進行固液分離或使不同相對分用超濾膜的高精度截留性能進行固液分離或使不同相對分子

30、質量物質分級的膜分離技術。子質量物質分級的膜分離技術。3. 納濾（納濾（NF）膜技術）膜技術 納濾膜是在反滲透膜的基礎上發展起來的，因具有納米納濾膜是在反滲透膜的基礎上發展起來的，因具有納米級的孔徑故名納濾。級的孔徑故名納濾。4. 反滲透（反滲透（RO）膜技術）膜技術 反滲透（又稱高濾）過程是滲透過程的逆過程，推動力反滲透（又稱高濾）過程是滲透過程的逆過程，推動力為壓力差，即通過在待分離液一側加上比滲透壓高的壓力，為壓力差，即通過在待分離液一側加上比滲透壓高的壓力，使原液中的溶劑被壓到半透膜的另一側。反滲透系統由反使原液中的溶劑被壓到半透膜的另一側。反滲透系統由反滲透裝置及其預處理和后處理三部

31、分組成。滲透裝置及其預處理和后處理三部分組成。5. 電滲析（電滲析（ED）膜技術）膜技術 電滲析是一個電化學分離過程，是在直流電場作用下以電電滲析是一個電化學分離過程，是在直流電場作用下以電位差為驅動力，通過荷電膜將溶液中帶電離子與不帶電組分位差為驅動力，通過荷電膜將溶液中帶電離子與不帶電組分分離的過程。該分離過程是在離子交換膜中完成的。電滲析分離的過程。該分離過程是在離子交換膜中完成的。電滲析系統通常由預處理設備、整流器、自動控制設備和電滲析器系統通常由預處理設備、整流器、自動控制設備和電滲析器等組成。等組成。6. 滲透蒸發（滲透蒸發（PV）膜技術）膜技術 滲透蒸發是一個壓力驅動膜分離過程，

32、它是利用液體中兩滲透蒸發是一個壓力驅動膜分離過程，它是利用液體中兩種組分在膜中溶解度與擴散系數的差別，通過滲透與蒸發，種組分在膜中溶解度與擴散系數的差別，通過滲透與蒸發，達到分離目的的一個過程。達到分離目的的一個過程。7. 雙極膜（雙極膜（BPM）技術）技術 雙極膜是由陰離子交換膜和陽離子交換膜疊壓在一起形成雙極膜是由陰離子交換膜和陽離子交換膜疊壓在一起形成的新型分離膜。陰陽膜的復合可以將不同電荷密度、厚度和的新型分離膜。陰陽膜的復合可以將不同電荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的復合條件下制成不同性能和用途的雙性能的膜材料在不同的復合條件下制成不同性能和用途的雙極膜，如水解離膜，一、二價離子分

33、離膜，防結垢膜，抗污極膜，如水解離膜，一、二價離子分離膜，防結垢膜，抗污染膜，低壓反滲透脫硬膜。染膜，低壓反滲透脫硬膜。 表表 幾種重要的膜分離過程幾種重要的膜分離過程膜過程膜過程 推動力推動力 傳遞機理傳遞機理 透過物透過物 截留物截留物 膜類型膜類型 微濾微濾MF 壓力差壓力差 顆粒大小形狀顆粒大小形狀 水、溶劑溶解水、溶劑溶解物物 懸浮物顆粒纖懸浮物顆粒纖維維 多孔膜多孔膜 超濾超濾UF 壓力差壓力差 分子特性大小分子特性大小形狀形狀 水、溶劑小分水、溶劑小分子子 膠體和超過截膠體和超過截留分子量的分留分子量的分子子 非對稱性膜非對稱性膜 納濾納濾NF 壓力差壓力差 離子大小及電離子大小

34、及電荷荷 水、一價離子水、一價離子 多價離子有機多價離子有機物物 復合膜復合膜 反滲透反滲透RO 壓力差壓力差 溶劑的擴散傳溶劑的擴散傳遞遞 水、溶劑水、溶劑 溶質、鹽溶質、鹽 非對稱性膜、非對稱性膜、復合膜復合膜電滲析電滲析ED電位差電位差 電解質離子的電解質離子的選擇傳遞選擇傳遞 電解質離子電解質離子 非電解質大分非電解質大分子物質子物質 離子交換膜離子交換膜 滲透蒸發滲透蒸發PV 壓力差壓力差 選擇傳遞選擇傳遞 易滲的溶質或易滲的溶質或溶劑溶劑難滲的溶質或難滲的溶質或溶劑溶劑均相膜、復合均相膜、復合膜、非對稱性膜、非對稱性膜膜 8.膜技術的集成應用膜技術的集成應用每一種膜技術都有其特定的

35、能每一種膜技術都有其特定的能和適用范圍能夠解決一定的分和適用范圍能夠解決一定的分離問題，但是在實際生產過程離問題，但是在實際生產過程中僅僅依靠一種膜技術完成例中僅僅依靠一種膜技術完成例如廢水深度處理或精細物料分如廢水深度處理或精細物料分離之類的任務，其結果往往難離之類的任務，其結果往往難以令人滿意。集成各種膜技以令人滿意。集成各種膜技術，優化各種膜的分離性能，術，優化各種膜的分離性能，可以達到一種膜技術根本無法可以達到一種膜技術根本無法實現的效果。幾種常用的膜集實現的效果。幾種常用的膜集成技術見右表。成技術見右表。幾種常見的膜集成技術及應用幾種常見的膜集成技術及應用膜集成技術膜集成技術 適合的

36、工業生產適合的工業生產 微濾反滲透微濾反滲透 紡織印染廢水、電紡織印染廢水、電廠鍋爐給水、電鍍廠鍋爐給水、電鍍廢水處理等廢水處理等納濾（超濾）反納濾（超濾）反滲透滲透 皮革工業廢水、化皮革工業廢水、化肥工業廢水處理等肥工業廢水處理等 反滲透反滲透 氯化銨廢水、酸性氯化銨廢水、酸性礦山廢水處理等礦山廢水處理等 電滲析超濾反電滲析超濾反滲透滲透 海帶廢水處理等海帶廢水處理等 9.3.1 9.3.1 酶傳感器酶傳感器 酶傳感器是將酶作為生物敏感基元，通過各種物理、化學酶傳感器是將酶作為生物敏感基元，通過各種物理、化學信號轉換器捕捉目標物與敏感基元之間的反應所產生的與目標信號轉換器捕捉目標物與敏感基元

37、之間的反應所產生的與目標物濃度成比例關系的可測信號，實現對目標物定量測定的分析物濃度成比例關系的可測信號，實現對目標物定量測定的分析儀器。酶傳感器是由固定化的生物敏感膜和與之密切結合的換儀器。酶傳感器是由固定化的生物敏感膜和與之密切結合的換能系統組成，它把固化酶和電化學傳感器結合在一起，因而具能系統組成，它把固化酶和電化學傳感器結合在一起，因而具有獨特的優點：有獨特的優點：（l l）它有不溶性酶體系的優點，也有電化學電極的高靈敏度；）它有不溶性酶體系的優點，也有電化學電極的高靈敏度；（2 2）由于酶的專屬反應性，使其具有高的選擇性，能夠直接）由于酶的專屬反應性，使其具有高的選擇性，能夠直接在復

38、雜試樣中進行測定。在復雜試樣中進行測定。9.3 生物傳感器儀器技術及其應用生物傳感器儀器技術及其應用1. 1. 酶傳感器的基本結構酶傳感器的基本結構 酶傳感器的基本結構單元是由物質識別元件和信號轉換器酶傳感器的基本結構單元是由物質識別元件和信號轉換器組成組成. .當酶膜上發生酶促反應時，產生的電活性物質由基體電當酶膜上發生酶促反應時，產生的電活性物質由基體電極對其響應。基體電極的作用是使化學信號轉變為電信號，從極對其響應。基體電極的作用是使化學信號轉變為電信號，從而加以檢測，基體電極可采用碳質電極、而加以檢測，基體電極可采用碳質電極、PtPt電極及相應的修飾電極及相應的修飾電極。電極。2. 2

39、. 酶傳感器的工作原理酶傳感器的工作原理 當酶電極浸入被測溶液，待測底物進入酶層的內部并當酶電極浸入被測溶液，待測底物進入酶層的內部并參與反應，大部分酶反應都會產生或消耗一種可被電極參與反應，大部分酶反應都會產生或消耗一種可被電極測定的物質，當反應達到穩態時，電活性物質的濃度可測定的物質，當反應達到穩態時，電活性物質的濃度可以通過電位或電流模式進行測定。因此，酶傳感器可分以通過電位或電流模式進行測定。因此，酶傳感器可分為電位型和電流型兩類傳感器。為電位型和電流型兩類傳感器。 基團之間形成化學共價鍵連接，從而使酶固定的方法；基團之間形成化學共價鍵連接，從而使酶固定的方法；交聯法：將傳感器表面預先

40、組裝上一層具有特定基團的交聯法：將傳感器表面預先組裝上一層具有特定基團的載體膜，再通過偶聯活化劑分別以羧基氨基鍵形式或席載體膜，再通過偶聯活化劑分別以羧基氨基鍵形式或席夫堿形式等將酶鍵合到電極表面。夫堿形式等將酶鍵合到電極表面。3. 3. 酶的固定方法酶的固定方法酶的固定是相當重要的一個環節。合適的固定化方法應當酶的固定是相當重要的一個環節。合適的固定化方法應當滿足：滿足：（1 1）酶固定化后活性應盡可能少受影響，（）酶固定化后活性應盡可能少受影響，（2 2）固定化方）固定化方法對被測對象的傳質阻力小（法對被測對象的傳質阻力小（3 3）酶固定化牢固，不易洗）酶固定化牢固，不易洗脫。脫。酶固定化

41、方法有多種，大致可分為以下四類：酶固定化方法有多種，大致可分為以下四類：吸附法：將酶通過靜電引力、范德華力、氫鍵等作用力固吸附法：將酶通過靜電引力、范德華力、氫鍵等作用力固定在電極表面，過程簡單，但穩定性差；定在電極表面，過程簡單，但穩定性差；包埋法：在溫和的條件下形成聚合物的同時，將酶包埋在包埋法：在溫和的條件下形成聚合物的同時，將酶包埋在高聚物的微小格子中，或用物理方法將其包埋在凝膠中的高聚物的微小格子中，或用物理方法將其包埋在凝膠中的方法；方法；共價鍵合法：是酶蛋白分子上的官能團和固相支持物表面共價鍵合法：是酶蛋白分子上的官能團和固相支持物表面上的反應上的反應酶的固定方法酶的固定方法4.

42、 4. 酶傳感器的分類酶傳感器的分類 生物傳感器按換生物傳感器按換能方式可分為電化學能方式可分為電化學生物傳感器和光化學生物傳感器和光化學生物傳感器生物傳感器2 2種。下種。下面來集中介紹一下電面來集中介紹一下電化學酶傳感器和光化化學酶傳感器和光化學酶傳感器。學酶傳感器。5. 5. 電化學酶傳感器電化學酶傳感器 基于電子媒介體的葡萄糖傳感器，具有響應速度快、靈敏基于電子媒介體的葡萄糖傳感器，具有響應速度快、靈敏度高、穩定性好、壽命長、抗干擾性能好等優點，尤為受到重度高、穩定性好、壽命長、抗干擾性能好等優點，尤為受到重視。二茂鐵由于有不溶于水、氧化還原可逆性好、電子傳遞速視。二茂鐵由于有不溶于水

43、、氧化還原可逆性好、電子傳遞速率高等優點，得到了廣泛的研究和應用。目前研究的重點是防率高等優點，得到了廣泛的研究和應用。目前研究的重點是防止二茂鐵等電子媒介體的流失，從而提高生物傳感器的穩定性止二茂鐵等電子媒介體的流失，從而提高生物傳感器的穩定性和壽命。和壽命。6. 6. 光化學酶傳感器光化學酶傳感器7. 7. 酶傳感器中應用的新技術酶傳感器中應用的新技術v納米技術納米技術 固定化酶時引入納米顆粒能夠增加酶的催化活性固定化酶時引入納米顆粒能夠增加酶的催化活性, ,提高電極的響應電提高電極的響應電流值。孟憲偉等首次研究了二氧化硅和金或鉑組成的復合納米顆粒對流值。孟憲偉等首次研究了二氧化硅和金或鉑

44、組成的復合納米顆粒對葡萄糖生物傳感器電流響應的影響葡萄糖生物傳感器電流響應的影響, ,其效果明顯優于這其效果明顯優于這3 3種納米顆粒單種納米顆粒單獨使用時對葡萄糖生物傳感器的增強作用獨使用時對葡萄糖生物傳感器的增強作用, ,復合納米顆粒可以顯著增強復合納米顆粒可以顯著增強傳感器的電流響應。傳感器的電流響應。(2)(2)基因重組技術基因重組技術 周亞鳳等將黑曲霉周亞鳳等將黑曲霉GODGOD基因重組進大腸桿菌、酵母穿梭質粒基因重組進大腸桿菌、酵母穿梭質粒, ,轉化甲轉化甲基營養酵母基營養酵母, ,構建出構建出GODGOD的高產酵母工程菌株。重組酵母的高產酵母工程菌株。重組酵母GODGOD比活力達

45、比活力達426.63 u/mg426.63 u/mg蛋白蛋白, ,是商品黑曲霉是商品黑曲霉GODGOD的的1.61.6倍倍, ,催化效率更高。重組酵母催化效率更高。重組酵母GODGOD的高活力特性可有效提高葡萄糖傳感器的線性檢測范圍。的高活力特性可有效提高葡萄糖傳感器的線性檢測范圍。(3) (3) 提高傳感器綜合性能的其他技術提高傳感器綜合性能的其他技術 提高固定化酶活力的根本方法是保持酶的空間構象不發生改變。提高固定化酶活力的根本方法是保持酶的空間構象不發生改變。9.3.2 9.3.2 微生物傳感器微生物傳感器1.1.微生物的特征微生物的特征 微生物有三大特征：體積小，繁殖快，分布廣。微生物

46、有三大特征：體積小，繁殖快，分布廣。2. 2. 微生物傳感器的類型微生物傳感器的類型 微生物傳感器是以活的微生物作為敏感材料，利用其體微生物傳感器是以活的微生物作為敏感材料，利用其體內的各種酶系及代謝系統來測定和識別相應底物。它是由固內的各種酶系及代謝系統來測定和識別相應底物。它是由固定化微生物膜和電化學裝置組成的。定化微生物膜和電化學裝置組成的。 微生物傳感器的種類很多，可以從不同的角度分類。根微生物傳感器的種類很多，可以從不同的角度分類。根據微生物與底物作用原理的不同，微生物傳感器可分為測定據微生物與底物作用原理的不同，微生物傳感器可分為測定呼吸活性型微生物傳感器和測定代謝物質型微生物傳感

47、器根呼吸活性型微生物傳感器和測定代謝物質型微生物傳感器根據測量信號的不同，微生物傳感器可分為電流型微生物傳感據測量信號的不同，微生物傳感器可分為電流型微生物傳感器和電位型微生物傳感器：換能器輸出的是電位信號，電位器和電位型微生物傳感器：換能器輸出的是電位信號，電位值的大小與被測物的活度有關，二者呈能斯特響應。基于上值的大小與被測物的活度有關，二者呈能斯特響應。基于上述分類方法，常見的微生物傳感器有電化學微生物傳感器、述分類方法，常見的微生物傳感器有電化學微生物傳感器、燃料電池型微生物傳感器、壓電高頻阻抗型微生物傳感器、燃料電池型微生物傳感器、壓電高頻阻抗型微生物傳感器、熱敏電阻型微生物傳感器、

48、光微生物傳感器等。熱敏電阻型微生物傳感器、光微生物傳感器等。 微生物傳感器及其特性微生物傳感器及其特性傳感器檢測傳感器檢測對象對象 微生物微生物 固定法固定法 電化學器件電化學器件 穩定性穩定性（d） 響應時間響應時間（min） 測量范圍測量范圍（mg/L） 葡萄糖葡萄糖 P.fluorescens 包埋法包埋法 O2電極電極 14以上以上 10 520 脂化糖脂化糖 B.lactofermentem 吸附法吸附法 O2電極電極 20 10 20200 甲醇甲醇 未鑒定菌未鑒定菌 吸附法吸附法 O2電極電極 30 10 520 乙醇乙醇 T.brassicae 吸附法吸附法 O2電極電極 30

49、 10530 醋酸醋酸 T.brassicae 吸附法吸附法 O2電極電極 20 1010100蟻酸蟻酸 C.butyricum 包埋法包埋法 燃料電池燃料電池 30 301300 谷酰胺酸谷酰胺酸 E.Coli 吸附法吸附法 CO2電極電極 20 510800 已胺酸已胺酸 E.Coli 吸附法吸附法 CO2電極電極 14以上以上 510100 谷胺酸谷胺酸 S.flara 吸附法吸附法 O2電極電極 14以上以上 5201000 3. 3. 電化學微生物傳感器電化學微生物傳感器4. 4. 壓電高頻阻抗型微生物傳感器壓電高頻阻抗型微生物傳感器 壓電高頻阻抗型微生物傳感器是基于高頻壓電晶體頻率

50、對壓電高頻阻抗型微生物傳感器是基于高頻壓電晶體頻率對溶液介質性質變化具有靈敏的響應特性制成的。微生物在生長溶液介質性質變化具有靈敏的響應特性制成的。微生物在生長過程中與外界溶液進行物質能量的交換，改變培養液的化學成過程中與外界溶液進行物質能量的交換，改變培養液的化學成分，使得培養液的阻抗發生變化，導致培養液的電導率和介電分，使得培養液的阻抗發生變化，導致培養液的電導率和介電常數改變。常數改變。5. 5. 燃料電池型微生物傳感器燃料電池型微生物傳感器 微生物傳感器在發展初期，其應用一直被限定于間接的方微生物傳感器在發展初期，其應用一直被限定于間接的方式，即微生物作為生物催化劑起到一個敏感式，即微

51、生物作為生物催化劑起到一個敏感“元件元件”的作用，的作用，再與信號轉換器相結合成為完整的微生物傳感器。而燃料電再與信號轉換器相結合成為完整的微生物傳感器。而燃料電池型微生物傳感器能直接給出電信號。池型微生物傳感器能直接給出電信號。 微生物在呼吸代謝過程中可產生電子，直接在陽極上放電，微生物在呼吸代謝過程中可產生電子，直接在陽極上放電，產生電信號。但是微生物在電極上放電的能力很弱，往往需要產生電信號。但是微生物在電極上放電的能力很弱，往往需要加入電子傳遞的媒介物加入電子傳遞的媒介物介體，起到增大電流的作用。介體，起到增大電流的作用。 微生物可作為燃料電池中的生物催化劑它在對有機微生物可作為燃料電

52、池中的生物催化劑它在對有機物發生同化作用的同時，呼吸代謝作用增強并產生電子，物發生同化作用的同時，呼吸代謝作用增強并產生電子，通過介體放大電流作為介體的氧化通過介體放大電流作為介體的氧化- -還原電對試劑可以把微還原電對試劑可以把微生物的呼吸過程直接有效地同電極聯系起來。生物的呼吸過程直接有效地同電極聯系起來。微生物燃料電池信號產生機理圖微生物燃料電池信號產生機理圖 電化學氧化過程產生的流動電子，用電流或其他方法進電化學氧化過程產生的流動電子，用電流或其他方法進行測量，在適當條件下此信號即成為檢測底物的依據。基于行測量，在適當條件下此信號即成為檢測底物的依據。基于這一原理，已研制出多種燃料電池

53、型微生物傳感器。燃料電這一原理，已研制出多種燃料電池型微生物傳感器。燃料電池型微生物傳感器是生物傳感器新技術，這種新技術響應時池型微生物傳感器是生物傳感器新技術，這種新技術響應時間較短，其敏感機理是信號的傳遞，即電與微生物分解代謝間較短，其敏感機理是信號的傳遞，即電與微生物分解代謝的早期步驟相聯系，這就避免在間接法中對分析物響應過程的早期步驟相聯系，這就避免在間接法中對分析物響應過程微生物要達到傳代穩定狀態的需要。微生物要達到傳代穩定狀態的需要。 6. 6. 其他類型的微生物傳感器其他類型的微生物傳感器光微生物傳感器：其原理是利用具有光合作用的微生物早光光微生物傳感器：其原理是利用具有光合作用

54、的微生物早光照作用下將待測物轉變成電極敏感物質或者微生物本身釋放照作用下將待測物轉變成電極敏感物質或者微生物本身釋放氧的性質，將微生物固化后結合氧電極，氫電極實現對某種氧的性質，將微生物固化后結合氧電極，氫電極實現對某種物質的測定。物質的測定。酶酶- -微生物混合性傳感器：為了使敏感膜的性能更加完善，微生物混合性傳感器：為了使敏感膜的性能更加完善，可以使用由酶和微生物混合構成的敏感材料。可以使用由酶和微生物混合構成的敏感材料。利用細胞表層物質的傳感器：此類傳感器是根據細胞表層上利用細胞表層物質的傳感器：此類傳感器是根據細胞表層上的糖原、膜結合蛋白等物質對抗體、離子、糖等的選擇性識的糖原、膜結合

55、蛋白等物質對抗體、離子、糖等的選擇性識別作用，將其與細胞的電極反應相結合，研制出新型的傳感別作用，將其與細胞的電極反應相結合，研制出新型的傳感器，諸如變異反應傳感器、識別革蘭陰性菌和革蘭陽性菌的器，諸如變異反應傳感器、識別革蘭陰性菌和革蘭陽性菌的傳感器等。傳感器等。 7.7.微生物傳感器在環境中的應用實例微生物傳感器在環境中的應用實例在環境監測生物傳感器中，一般將整個微生物細胞如細菌、在環境監測生物傳感器中，一般將整個微生物細胞如細菌、酵母、真菌用做識別元件。這些微生物通常從活性泥狀沉積酵母、真菌用做識別元件。這些微生物通常從活性泥狀沉積物、河水、瓦礫和土壤中分離出術。利用微生物的新陳代謝物、

56、河水、瓦礫和土壤中分離出術。利用微生物的新陳代謝機能發展的微生物傳感器可進行污染物的檢定和分析。機能發展的微生物傳感器可進行污染物的檢定和分析。（1 1）BODBOD微生物傳感器：該傳感器有氧電極和微生物固定微生物傳感器：該傳感器有氧電極和微生物固定膜組成。當加入有機物時，固定化的微生物分解有機物，膜組成。當加入有機物時，固定化的微生物分解有機物，致使微生物呼吸作用增加，從而導致溶解氧減少，因而使致使微生物呼吸作用增加，從而導致溶解氧減少，因而使氧電極電流響應下降，直到被測溶液向固化微生物膜擴散氧電極電流響應下降，直到被測溶液向固化微生物膜擴散的氧量與微生物呼吸消耗的氧量之間達到平衡，使得到相

57、的氧量與微生物呼吸消耗的氧量之間達到平衡，使得到相應的穩定電流值應的穩定電流值（2 2）藻類污染的監測：一種名叫查頓埃勒的浮游生物是引）藻類污染的監測：一種名叫查頓埃勒的浮游生物是引起赤潮的重要物種，國外已研究出監測這種浮游生物的生起赤潮的重要物種，國外已研究出監測這種浮游生物的生物傳感器。原理為檢測這種生物或共代謝產物產生的化學物傳感器。原理為檢測這種生物或共代謝產物產生的化學發光。發光。（3 3）硫化物微生物傳感器：常用于硫化物的測定方法為分）硫化物微生物傳感器：常用于硫化物的測定方法為分光光度法和碘量法，前者顯色條件不易控制、操作煩瑣；光光度法和碘量法，前者顯色條件不易控制、操作煩瑣；后

58、者試劑消耗量大、成本高。微牛物傳感用法是一種設備后者試劑消耗量大、成本高。微牛物傳感用法是一種設備簡單、操作簡便、成本低的新方法。簡單、操作簡便、成本低的新方法。9.3.3 9.3.3 免疫傳感器免疫傳感器 免疫傳感器是將免疫測定技術與傳感技術相結合的一類免疫傳感器是將免疫測定技術與傳感技術相結合的一類新型生物傳感器。免疫傳感器依賴于抗原和抗體之間特異性新型生物傳感器。免疫傳感器依賴于抗原和抗體之間特異性和親和性，利用抗體檢測抗原或利用抗原檢出抗體。和親和性，利用抗體檢測抗原或利用抗原檢出抗體。抗體之間的特異性結合抗體之間的特異性結合2. 2. 免疫傳感器的結構免疫傳感器的結構 免疫傳感器在結

59、構上與傳統生物傳感器一樣，可分為生免疫傳感器在結構上與傳統生物傳感器一樣，可分為生物敏感元件、換能器和信號數據處理器三部分。生物敏感元物敏感元件、換能器和信號數據處理器三部分。生物敏感元件是固定抗原或抗體的分子層；換能器是將識別分子膜上進件是固定抗原或抗體的分子層；換能器是將識別分子膜上進行的生化反應轉變成光、電信號；信號數據處理器則將電信行的生化反應轉變成光、電信號；信號數據處理器則將電信號放大、處理、顯示或記錄下來。當待測物與分子識別元件號放大、處理、顯示或記錄下來。當待測物與分子識別元件特異性結合后，所產生的復合物通過信號轉換器轉變為可以特異性結合后，所產生的復合物通過信號轉換器轉變為可

60、以輸出的電信號、光信號、從而達到分析檢測的目的。輸出的電信號、光信號、從而達到分析檢測的目的。 免疫傳感器結構圖免疫傳感器結構圖3.3.免疫傳感器的特點免疫傳感器的特點與傳統儀器相比，免疫傳感器具有如下的優點：與傳統儀器相比，免疫傳感器具有如下的優點：抗原抗原- -抗體特異性結合決定了免疫傳感器的高靈敏度，不抗體特異性結合決定了免疫傳感器的高靈敏度，不受其他干擾，降低了檢出下限；受其他干擾，降低了檢出下限；檢測時間短，通常只需要幾分鐘或幾十分鐘；檢測時間短，通常只需要幾分鐘或幾十分鐘；免疫傳感器成本低，易于被檢測部門和企業接受免疫傳感器成本低，易于被檢測部門和企業接受免疫傳感器輕巧方便，可隨身