微悬臂梁传感器及其在生化领域的应用

　　在化学传感器方面，微悬臂梁结构可以用来检测某些气体或进行溶液成分分析。1999年，IBM苏黎世实验室设计出人工鼻子，采用悬臂梁阵列，8个悬臂梁中4个作为参考悬臂梁，另外4个则用于探测氢气、乙醇、天然香辛料和水。2006年，Datslos等使用人工神经网络(ANN)算法来分析悬臂梁阵列的多路响应。该方法不但可以识别多种被分析化学物，还可以计算出它们的浓度，并且不会将未知分析物误认为是被分析物，正确识别的概率超过97％。

　　国内也有很多有关微悬臂梁应用的研究，中科院微电子所Huang等对悬臂梁的结构进行了优化，并将其用于检测热敏高分子聚N-异丙烯酰胺(PNIPAM)分子构象随温度的变化。实验结果如图5所示，在升温和降温过程中，都在32℃附近检测到明显的悬臂梁弯曲变化，说明PNIPAM分子在32℃时有一个明显的构象变化，并且这个变化过程是可逆的。

　　中国科技大学薛长国等利用微悬臂梁传感器对抗原抗体的反应进行检测。通过分子自组装方法将谷胱甘肽转硫酶(GST)修饰到微悬臂梁的单侧镀金表面后，应用光学读出方法来监测在加入GST抗体的过程中，微悬臂梁的实时弯曲过程。实验表明，加入GST抗体近3 min后抗原和抗体发生特异性反应，由于表面应力改变，微悬臂梁产生了明显的弯曲变形(见图6)。 

 
5 总结与展望

　　微悬臂梁传感器以其体积小、成本低、灵敏度高等优点获得了越来越多的研究与应用，为生化物质的检测提供了一种新方法，具有诱人的应用前景和很大的市场潜力。但是微悬臂梁传感器还存在许多问题，如检测的可靠性与灵敏度有待提高，如何实现定量分析等。微悬臂梁传感器的一个重要发展方向是将其与分析化学、计算机、电子学、材料科学与生物学、医学等交叉，可以组建芯片实验室，实现化学分析检测，有可能导致化学分析领域的一场革命。

【我要评论】

【大 中 小】 【打印】