1.3.1.3 高端保健类血糖分析仪

    高端不破皮血糖分析仪包括手表式血糖分析仪和用红外传感器原理的食指按压式血糖分析仪。

    美国Cygnus公司正在开发的手表式血糖监测仪是一种连续的自动血糖监测装置。在对其校准之后，该装置无疼痛地进行监测并显示大量的血糖数据，可帮助糖尿病患者更好地控制其忽高忽低的血糖值。该装置像一块戴在腕部的手表，使用低电流无痛地将血糖抽取到自耗式经皮透渗贴片(自动传感器)。该自动传感器内置一个生物传感器，安放在手表式血糖监测仪的背面，紧贴在皮肤上。收集到的血糖在自动传感器内引发电化学反应，产生电子。生物传感器测量电子数目，而ASLC芯片使电子发射值与血液中的葡萄糖浓度值相等。手表式血糖监测仪可在频繁地间隔内测量血糖值。这种手表式血糖监测仪市场零售价为21800元。它能每隔10分钟自动采集一次血糖数据即时显示血糖状态。尚未有是否获得ＦＤＡ核准的信息［4］。

    全球最大的综合跨国集团之一日立公司最近也推出了不破皮采血测定血糖的仪器。它的原理是利用长波１０５０－

    ２４５０ｎｍ的ＮＩＲ照射穿透身体时，葡萄糖会吸收一部分光波，光谱分析仪再根据光波被吸收的程度计算出

    葡萄糖值。它的缺点为需要时常校正，且其测定易受体内因素如水分，脂肪、皮肤、肌肉、骨骼、服用之药物、

    血色素浓度、体温及营养状态等影响，所以在人体研究的成果还有待验证，目前尚未有是否获得ＦＤＡ核准的信息。

    1.3.1.4 高精度血糖分析仪

    高精度血糖分析仪是采用固定化酶的生物传感分析仪。其分析精度可以达到0.5-2%，比家用保健类生物传感器几乎

    高一个数量级，比目前医用生化分析仪的精度也高2-3个百分点。这在血糖分析领域是非常重要的，它们可以用作

    血糖分析的标准方法。尤其是在市场销售的手掌型血糖分析仪出现质量事故时，需要另一种有说服力分析方法证明

    其分析结果时，固定化酶葡萄糖生物传感分析仪可以作为一种理想的仲裁工具。它们既可作为医用类型的分析仪，

    还可用作生物技术产业的过程监控、食品分析、和科研工具。多种酶传感器研究开发比较成熟，已形成商品，如美

    国YSI公司、德国BST公司的酶电极类仪器产品。国内较广泛应用的山东省生物研究所的两种半自动的生物传感分析

    仪也有十多年的历史，2003年还增加了一种新型的自动血糖-乳酸分析仪。

    1.3.2 用于环境检测的生物传感器

    用于环境检测的微生物传感器种类很多，包括BOD传感器和毒物传感器。1977年Karube等报道了能够测定水质的BOD微生物传感器的研究成果［7］，人类第一台BOD微生物传感器宣告问世。这以后，BOD传感器在日、美、德、瑞典等国到了开发和初步应用，现也有少量国外的BOD分析仪输入到国内作为研究应用。BOD分析仪产业起步时期望很高，但是至今商品化过程仍在艰难中徘徊，主要原因有以下几点，一是用于水质分析的微生物菌膜难于按照商品化仪器习惯的配套的试剂盒来开发，而且一种菌膜不能同时测量多种类型污水；二是受溶解氧分析的传感器的限制，作为水质分析的BOD分析仪测量的最低限是10毫克/升，高于国际标准五类水质的上限，因此它只能测定高浓度的有机废水，而不能对江河、海洋的水质的污染程度的进行测定；第三，含有活性微生物的BOD传感器不能对同时含有重金属类毒物的高浓度有机污水进行测定，重金属类毒物会造成微生物材料不可逆中毒。使测定结果降低甚至不能延续。虽然如此，BOD微生物分析仪对于我国环境废水的排放监控仍然有很大意义，一旦时机成熟，它将成为一类有一定市场规模的重要的环境生物传感器品种。

    测定有机磷的生物传感器实际上是胆碱酯酶传感器，因为专一性不高、没有价格便宜的酶源、成本较高等方面原因、在商品化方面没有获得突破，目前还无法用生物传感器取代传统的化学分析测定有机磷的方法。

    1.3.3 SPR生物传感器

    药物分析用生物传感器其典型代表产品是SPR生物传感器，这是一种表面膜共振分析，是实时测定生物分子结合的技术在九十年代初由发玛西亚公司引入，以抗原抗体结合分析为例将抗原(或抗体)通过表面化学方法固定在芯片的金箔表面然后让抗体(或抗原)流过抗原抗体的结合将改变膜表面液体性状从而影响金箔共振性质这一改变可被实时检测并记录下来(这被称之结合相)。如改让缓冲液流过，结合的抗体(或抗原)将解离并被带走这同样改变膜表面液体性状检测并记录下来的金箔共振性质改变就是解离相。SPR生物传感器是一种昂贵的生物传感器分析仪，国内只有少许有条件的实验室从国外购进，并以对外收费的服务形式运行。它主要用于部份新药研发中药物作用的分子活性基团的识别。清华大学和中国科学院电子研究所均自行研制了SPR生物传感器。其中中国科学院电子研究所的产品配有小型流动注入系统、温控测试池及可批量制备的SPR生物传感芯片。具有体积小、测定范围宽、精度高、灵敏度高、功能完整、操作方便、可靠、耗材廉价等优点，是一种创新性、实用化的现代科学仪器。目前，这种光、机、电一体化、智能化和实用化的SPR生化分析仪已提供几家科研单位使用。［8］

    1.3.4固定化酶生物传感分析仪

    固定化酶生物传感分析仪是最早出现且精度最高的生物传感器，它们已经发展成一类可靠的精密分析仪器［56］。

    其特点是有以下几点：

    ①稳定性好，分析精度高。目前已商品化的分析仪具有较高的智能化程度，采用性质稳定的过氧化氢电极或氧电极

    ，工作性能十分可靠，配套的固定化酶膜能贮存、运送和长期使用、便于装配。可连续工作上千次，稳定性好。

    ②分析成本最低。由于采用了固定化酶膜作为分析工具，昂贵的酶法分析试剂可以反复使用数千次，其分析成本只

    有手掌型血糖分析仪的十分之一。

    ③品种多，应用范围广，适用于许多生物技术产业过程监控和科学研究。

    ④分析速度快，不到20秒可以获得准确的分析结果，这在临床急症室、某些重症病人的监护等许多场合都很重要。

    山东省科学院生物研究所(山东省生物传感器重点实验室)把生物传感器与生化分析、精密仪器及计算机技术紧密结

    合，将其提升为实用化的科学仪器，以仪器的形式为经济建设和科学研究服务，集成研制了许多种新的生物传感器

    分析系统，包括单指标的、双指标的和多指标的；离线的和在线的，半自动的与全自动的。其阶段性成果在1997年

    获得了国家发明奖。近十多年来，在固定化酶生物传感分析仪领域上保持在国内独家生产的优势。以山东省生物传

    感器重点实验室中的服务系统为支撑，每年实现生物传感器的快速分析200万次以上。并形成系列化的产品和配套

    的固定化酶膜及试剂盒，在与国外同类仪器的竞争中表现明显的优势。

    固定化酶生物传感器最重要服务对象包括：临床、食品分析、发酵工业控制、环境监测、防卫安全检测等领域。例如在发酵工业的氨基酸工业(味精、天冬氨酸、丙氨酸、赖氨酸等)、抗生素工业(葡萄糖等的在线监测和控制系统)、酒类工业(酒精生物传感器1min可得到结果)、酶制剂工业(糖化酶快速分析)、淀粉糖工业(葡萄糖、淀粉、糖化酶的分析)、生物细胞培养(葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺分析)、石化工业中微生物脱硫细胞培养监控、维生素C的生产、发酵甘油的生产等，生物传感器检测技术是