6、生物傳感器法
生物傳感是指對牛物活性物質的物理化學變化產生感應。它通過物理、化學換能器捕捉目標物與敏感元件之間的反應，然後將反應的程度用離散或連續的數寧電信號表達出來，從而得被分析物的濃度。Turner敦授將它簡化定義為：“牛物傳感器是一種精致的分析器件，它結合一種生物的或生物衍生的敏感元件與一隻理化換能器，能夠產生間斷或連續的數字電信號，信號強度與被分析成比例。”這種描述如今已被廣泛接受。生物傳感器是分析生物技術的一個重要領域。它是一個典型的多學科交叉產物，結合了生命科學、分析化學、物理學和信息科學及其相關技術，能夠對所需要檢測的物質進行快速分析和追蹤。生物傳感器的出現，是科學家的興趣和科學技術發展及社會發展需求多方麵雙驅動的結果，經過30多年的發展，已經成為一個涉及內容廣泛、多學科介入和交叉、充滿創新活力的領域。。20世紀90年代以後，生物傳感器的市場開發獲得顯著成績。傳感器的應用領域已滲透到國民經濟的各個部門及人們的日常文化生活中。生物傳感器特異性和靈敏度高，能對複雜樣品進行多參數檢測，可應用於微生物快速檢鋇0。
6．1光學傳感器
將細胞固定於傳感器表麵，由於厚度的變化，光發生折射，光學傳感器可以檢測到此微小變化。單模雙電波導、表麵等離子體共振(SPR)、橢圓率測量法、單模雙電波導、光纖波導、幹擾儀和已被用於致病菌的檢測。Watts等用共振鏡(波型偶合)檢測金黃色葡萄球菌，檢出限為8X10。cells／mL，檢測時間為5min。Swensonl12采用橢圓率測量法來檢測好氧微生物。Schneider等采用衰減式全內反射檢測沙門氏菌，檢測靈敏度達5*10efu／mL，檢測時間5min。Glazier等采用純銀金屬濾膜可檢測1．7X10cells／mL；腸杆菌，全過程需15min。這種方法簡便、快速、成本較低，但隻適用於檢測能產生熒光素的細菌，且靈敏度不高。
6．2生物發光傳感器(bioluminescenecesensor)
隨著對能表達熒光素酶的噬菌體研究的深入，此傳感器的應用越來越廣泛。Ulitzur等將標記有熒光素酶的基因轉入噬菌體的染色質中，再將噬菌體感染目標細菌，目標細菌即具有發光能力得以檢測。Folley—Thomas等采用TM4抗菌素檢測結核杆菌，靈敏度為10cells／mL，檢測時問2h。Blasco等發展的一種靈敏度較好的生物傳感係統來檢測沙門氏菌和大腸杆菌，反應過程中，噬菌體專一性地裂解相應的細菌宿主，利用生物發光即可檢測所釋放的細胞內容物中的ATP，根據ATP與菌體數量的線性關係測定目的微生物的數量。如果以腺苷酸激酶代替ATP作為細胞標記物，檢測限可降低至10eel1／mL。Chen等用A511抗菌素可在24h內檢測1cell／g的活單增李斯特菌。生物發光傳感檢測方法的特異性好，能區分活菌體和死菌體。但不足之處在於檢測時間太長，靈敏度不高。
6．3壓電免疫傳感器
壓電免疫傳感器的設計思路是在石英晶體電極(金或銀)表麵固定上一層抗體或抗原活性物質，在液相中通過免疫反應，同定的抗體(或抗原)分子能識別其相應的抗原(抗體)，並特異性結合形成免疫複合物，沉積在電極表麵，導致電極表麵質量負載的改變。免疫反應前後為晶體振蕩頻率的變化，根據石英晶體振蕩頻率的變化量可計算出被測物質的量。1972年，Shons等首次將壓電傳感器應用於免疫測定，在有塑料塗層的石英晶體表麵結合牛血清白蛋白(BSA)，用於測量BSA抗體，所得的靈敏度與傳統被動凝聚法悄似。Koenig等用石英晶體免疫傳感器檢測沙門氏菌，，得到的線性範圍為10（6）～10（8）cell／mL，檢測時間為45min。以一種能特異性結合目的抗原的人工合成多肽對晶體進行再生後可重複使用l2次以上。Plomer等。將存在於腸道致病菌細胞壁外側的磷脂糖作為抗原製備單克隆抗體，並組裝壓電免疫傳感器，實現了對水產品中腸道致病菌的快速檢測，對大腸杆菌K12的相應範圍為l0～10cell／mL。2OO1年，AlvinJin—CherngEun等用石英晶體免疫傳感器檢測了兩種蘭花病毒(cymbidiummosaicpotexvims和odontoglossumringspottobamovirus)，這是第一個報道用石英晶體免疫傳感器檢測植物病毒，並且和ELISA方法比較，其特異性好、敏感性高、迅速又經濟。2001年，R．D．Vaughan等采用白組裝膜的方法製備石英晶體免疫傳感器，並用其檢測了Listeria單胞質基因，它可以檢測到溶液中1×10cells／mL，並且在不影響非特異性反應的同時傳感器還可以重複用10次。壓電免疫傳感器由於有利於進行生命體活動的研究，因此成為生物傳感器的研究熱點之。生物傳感器從其最初的設想開始就是為了利用生化反應的專一性，高選擇性地分析目標物。但是，由於生物單元的引入，生物結構固有的不穩定性、易變性，人們作出了一係列的努力與設想，來提高生物傳感器的性能。生物傳感器陣列為複雜體係中多種組分的同時測定提供了一種直接、簡便的解決方法。目前，國外市場上已有町同時測定16種組分的固定式分析儀。這一技術的發展方向足功能的多元化和儀器體積的微型化，即在盡可能小的麵積上排列盡可能多的傳感器。人們正嚐試用於涉、三維高速立體噴墨、光剡、自組裝和激光解吸等技術實現這一目標。2000年，Chang等用八通道傳感器陣列對埃希氏大腸杆菌的濃度及生長環境進行監測。2004年，Kim等采用白組裝分子膜法構建四通道壓電免疫傳感器，檢測範圍1．3×10～1．3×10cfu／mL，實現了假單苞菌的同步檢測。可見，應用生物傳感器微陣列實現多參數的同步檢測，正成為生物醫學以及食品安全檢測的主流。隨著生物傳感器在食品、醫藥、環境和過程監控等方麵應用範圍的擴大，傳感器常被要求既不幹擾測定對象，而又不被測定對象中的其它相關組分影響。要滿足這一要求，同時義能得出靈敏、高精度的測量結果，不能隻依靠對敏感元件的改進。通常，隻有建立一套一體化、微型化的優化係統(包括進樣、處理和測量)才能得到滿意的結果。因此，今後的研究趨勢大致包括：通用型快速檢測平台的建立；逐步實現多指標、多樣品的同時檢測；突出小型化、集成化、自動化的特點，更好地用於現場快速篩選檢測。作為一種新興的現代分析手段，生物傳感器具有許多獨特的優勢，隨著研究的不斷深入和技術的不斷發展，在微生物檢測上將有非常廣闊的發展前景。
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