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生物传感器中的关键元件是生物敏感膜，即载有迅速识别被测物质并与之发生化学反应的活性物质膜层。生物敏感膜并不是真正的细胞膜，它是采用固定化技术制作的人工膜。生物敏感器的敏感程度及性质优劣，直接影响着生物传感器的功能和质量。
生物传感器的作用原理：待测物质经扩散进入固定化生物敏感膜层，经分子识别发生生物学反应，产生了信息，进而被相应的化学或物理换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大、输出后，就可知道待测物质浓度。
酶电极型生物传感器在电极表面发生的酶促反应：
固定化酶
底 物 ＋ O2＋ H2O ————————→ 产 物 ＋ H2O2
谷氨酸 谷氨酸氧化酶 α－酮戊二酸＋NH4＋
或葡萄糖 葡萄糖氧化酶 葡萄糖酸＋ H2O2
或乳酸 乳酸氧化酶 丙酮酸 ＋ H2O2
或乙醇 乙醇氧化酶 乙酸 ＋ H2O2
生物传感器具有以下几个主要特点：
⑴测定范围广泛。根据生物反应的特异性和多样性，理论上可制成测定所有生物物质的传感器。
⑵测定过程简单迅速。这类传感器主要是在无试剂无件下操作（除了缓冲液之外）。因此，较传统的生物学和化学分析法操作简便、迅速、准确，且可重复使用。
⑶灵敏度高。由于生物敏感膜分子的高度特异性、灵敏性，故对一些含量极低的检测对象也能准确地反应出来。
⑷可连续进行分析，联机操作。
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