第3章 生物医学传感器基础.ppt

第3章 生物医学传感器基础,常向荣 changxiangrong@,3.1 生物医学传感器概述,3.1.1 生物医学传感器定义与用途,传感器的定义 能感受规定的被测量，并按照一定的规律将其转换成可用信号的器件或装置 一般有三部分构成： 敏感元件 转换元件 电子线路,,生物医学传感器:是感知生物体内各种生理的、生化的和病理的信息,把它们传递出来并转换为易处理的电信号装置 生物医学传感器延伸了医生的感觉器官,把定性感觉扩展为定量的测量,医学传感器用途,提供诊断用信息:如心音、血压、脉搏、等 医疗监护:连续测定,监视某些参量是否处于规定的范围内,出现异常报警手术后病人需监视体温、脉搏、动脉压、静脉压、呼吸和心电等参数变化情况 人体控制：例如电子假肢用测得的肌电信号控制人工肢体的运动等 临床检验:从各种体液(血、尿、唾液等)样品获得诊断信息3.1.2 生物医学传感器分类,生物测量电极（化学传感器） 生物医学物理传感器 生物传感器,,1. 生物电测量电极： 利用电化学原理，将生物电变换为可测量的电学量用于测量生物体各种生物电的信息，是生物医学测量中最常用的传感器 化学传感器:是把人体内某些化学成分、浓度等转换成与之有确切关系的电学量的器件。

利用某些功能性膜对特定成分的选择作用，用电化学装置把它变为电学量例如离子选择性电极等2．生物医学物理传感器,利用物理性质和效应制成的传感器叫物理传感器用于生物信息测量的物理传感器叫生物医学物理传感器是使用最广泛的生物医学传感器 它把非电量变换为电学量，由这一特点,所以又叫做换能器从原理上分有:电阻式（应变式）传感器、电容式传感器、压电式传感器、热电传感器和光电传感器等 从被检测量分：有位移传感器、压力传感器、振动传感器、流量传感器、温度传感器等AK-1型应变式脉动压力传感器,,,NTC温度传感器,,超声波距离传感器,,,,3.生物传感器,利用某些生物活性物质具有识别生物化学物质的能力制成的传感器, 是一种以固定化的酶、抗原、抗体、激素或生物组织、细胞作为敏感元件的传感器传感技术两个发展方向,1.传感器本身开发研究,包括传感器基础研究（即新原理,新材料和超微细加工技术）和新型传感器产品开发, 重点解决光技术的应用、微电子封装技术和一次性芯片等 2.传感器的智能化，即与计算机技术相结合的研究生物医学传感器的分类,1. 按被观测量划分为三类 （1） 物理传感器：用于测量和监护生物体内的血压、呼吸、脉搏、体温、心音、呼吸频率、血液的黏度、流速和流量等物理量 （2） 化学传感器：用于生物体中气体分子，体液（血液、汗液、尿液）中的pH值，氧和二氧化碳含量，Na+、K+、Ca+、Cl-、以及重金属离子等化学量的测量 （3） 生物传感器：用于生物体中组织，细胞、酶、抗体、受体、激素、胆酸、乙酰胆碱、五羟色氨等神经递质，DNA 与RNA以及蛋白质等生物量的监测。

传感器分类方法,按工作原理分类 应变式 光电式 电动式 热电式 压电式 压阻式 电感式 电容式 电化学式 光导式,传感器分类方法,按被测对象分类： 血压传感器、血氧传感器、葡萄糖传感器、基因传感器等 1按输入量分类 位移传感器 速度传感器 加速度传感器 温度传感器 流量传感器 压力传感器,传感器分类方法,1. 按能量分类 能量转换型（自源型） 能量控制型（外源型） 2. 按输出量分类 模拟式 数字式,传感器标记,常用的命名方法： (中华人民共和国国家标准GB/T 7666-2005) 命名构成 主题词+四级修饰语构成 主题词： 传感器 第一级修饰语：被测量、包括修饰被测量的定语 第二级修饰语：转换原理，一般后续“式”字 第三级修饰语：特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征性能特征一般后续“型” 第四级修饰语：主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）,,本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理系统中用一下顺序： 在技术文件、产品样本、学术论文、教材及书刊的陈述中作为产品的名称，用其相反的顺序：,,当对传感器的产品命名时，除第一级修饰语外，其他各级可视情况省略。