BioSensor 生物感测器是指...

BioSensor
生物感测器是指能与生物分子作耦合，能够高灵敏度和高特异度地侦测特定分析物，其中牵涉到许多不同的科技。生物感测器已无所不在，无论是在环境监控、食品安全、药物开发、医疗照护或生物研究上，已经应用地十分普遍。近年来由于穿戴式装置与智慧型手机兴起，更加渗透到一般大众的日常生活中。虽然这些穿戴式感测器大多不需与生物分子直接做化学反应，更多是用光谱反射或吸收来取得数据，然就其用途来看，这些未牵涉到生物化学反应的“非接触式生理感测器”亦可属于广义的生物感测器。现今穿戴式装置功能大都是记录步伐跟监测心跳，未来若有更多功能的感测器种类与智慧装置做整合，再结合大数据和人工智慧，将会各式各样的应用可以实现。

生物感测器简介
生物感测器最早可以追溯到1906年，由德国科学家M. Cremer发现玻璃膜两侧的流体间所产生的电位与氢离子浓度成正比(Cremer, 1906)，但首次真正的生物感测器是美国的Leland Clark于1956年提出的氧电极生物感测器(Heineman & Jensen, 2006)，随后在1962年成功开发检测葡萄糖的酶电极感测器。1975年正式由美国Yellow Spring Instruments公司推出第一台应用在商业的葡萄糖测定仪，也是首个商业用途的生物感测器。现今数百万名糖尿病患者使用的血糖仪都以Clark的发明为基础，他也被誉为生物感测器之父。生物感测器是侦测反应中的分析物浓度相同比例的讯号，来判定生物或化学反应的装置，通常由分析物、生物受体、换能器、电子元件与显示器等部分组成如图。

生物传感器包括三个部分：
敏感的生物元件（生物材料如生物组织、微生物、细胞器、细胞感受器、酶、抗体、核酸等，生物派生材料或者类生物材料）。这些敏感的生物元件可以通过生物工程来创造。
连接二者的换能器
检测元件（用如光学、压电、电化学、温度或者电磁等物理化学方式工作）
其中最为大众熟知的商用生物传感器是使血糖生物传感器，它用酶分解血糖。在这个过程中电子转移到电极上，从而可以测量血糖的浓度。市场对于类似传感器的大量需求大大促进了相关传感器技术的开发。其中使用到的半导体元件是BioCMOS。
BioCMOS提供了在CMOS LSI上小型化的生物分析仪器，可以检测各种生物现像或启动生物系统。
已经开发出生物CMOS技术，即生物分子在半导体集成电路上的集成，包括生物分子的新电检测方法，模拟CMOS集成电路的新设计以及新的组装技术。目标是基于便携式基因的即时检验（POCT）系统。已经开发了氧化还原电势检测方法，并将信号稳定性大大提高了两个数量级。制造氧化还原电势传感器阵列，可以准确测定人血中的葡萄糖水平并进行DNA测序。已经开发了基于电势，电流和阻抗检测的多峰电化学传感器阵列，该阵列能够进行合成分析并使生物传感器芯片标准化。