近年來，生化傳感器中加入了新型的微懸臂梁裝置，不僅為生化傳感器中的集成、便捷功能提供了前提條件，微懸臂梁生化傳感器還有可能發(fā)展成為高靈敏度探測(cè)識(shí)別多種分子的檢測(cè)儀器。微懸臂梁作為一門新興的生化傳感器技術(shù)，具有體積小、靈敏度好、響應(yīng)速度快以及較易集成等優(yōu)點(diǎn)，因此在液體環(huán)境中發(fā)揮著極大地作用而得到廣泛應(yīng)用。
    生化傳感器是由分子敏感成與物理換能器兩種要素組成、利用識(shí)別元件檢測(cè)化學(xué)分子數(shù)量和活性的裝置。當(dāng)生化傳感器中加入了微懸臂梁這種新型微機(jī)電裝置后，使生化傳感器具備了高集成、便捷式等特點(diǎn)，使其敏感度增加、檢測(cè)能力得到增強(qiáng)。微懸臂梁生化傳感器涉及了諸多方面如基因組學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、藥物篩選以及臨床診斷等，應(yīng)用性強(qiáng)。接下來將來探討微懸臂梁生化傳感器在液體環(huán)境中的應(yīng)用。
    1.微懸臂梁生化傳感器在液體環(huán)境中的工作模式
    1.1 工作模式
    微懸臂梁通過表面上分子吸附或者是分子識(shí)別的發(fā)生來進(jìn)行懸臂的彎曲與共振，根據(jù)各種信號(hào)讀出方式的具體特點(diǎn)，微懸臂梁生化傳感器可以分別利用靜態(tài)模式或者是動(dòng)態(tài)模式兩種方式來分別對(duì)懸臂彎曲和懸臂共振頻率這兩個(gè)物理量進(jìn)行檢測(cè)。運(yùn)用靜態(tài)模式對(duì)微懸臂梁生化傳感器懸臂彎曲進(jìn)行檢測(cè)，微懸臂梁表面的分子之間會(huì)發(fā)生相互作用力，致使懸臂反應(yīng)面與非反應(yīng)面之間產(chǎn)生應(yīng)力差，進(jìn)而微懸臂梁的懸臂產(chǎn)生彎曲與共振，最后根據(jù)懸臂彎曲程度的檢測(cè)結(jié)果來分析出相關(guān)的物濃度與相互作用性質(zhì)等數(shù)據(jù)信息。運(yùn)用動(dòng)態(tài)模式對(duì)微懸臂梁生化傳感器懸臂共振頻率進(jìn)行檢測(cè)，使待測(cè)物與微懸臂梁便面進(jìn)行結(jié)合，加大微懸臂梁的質(zhì)量值，微懸臂梁的懸臂共振率便會(huì)降低，最后根據(jù)懸臂的共振率的檢測(cè)結(jié)果來分析出吸附物的質(zhì)量數(shù)據(jù)信息。
    1.2 信號(hào)讀出方式
    微懸臂梁生化傳感器具備一套完整的可以將微懸臂梁相關(guān)信息的變化實(shí)時(shí)輸出的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，現(xiàn)階段主要的信號(hào)讀出方法有兩種，即光學(xué)方法和電學(xué)方法，對(duì)于靜態(tài)模式或者是動(dòng)態(tài)模式兩種方式，光學(xué)方法均適用，而電學(xué)方法中的電容式與壓阻式大多數(shù)應(yīng)用于靜態(tài)模式，壓電式大多數(shù)應(yīng)用于動(dòng)態(tài)模式。光學(xué)方法中的光學(xué)杠桿能夠利用懸臂的光斑信息數(shù)據(jù)分析出懸臂的彎曲程度，這種測(cè)量方式便捷、準(zhǔn)確度高，應(yīng)用廣泛。
電學(xué)方法中的壓阻式是最具潛力的檢測(cè)方式之一，發(fā)展前景廣闊。壓阻式檢測(cè)方法通過在微懸臂梁中集成壓阻材料，經(jīng)過專業(yè)電橋?qū)冶蹚澢臄?shù)據(jù)信息直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，預(yù)防光學(xué)讀取設(shè)備的情況發(fā)生，具有便捷的優(yōu)勢(shì)。壓阻式檢測(cè)方式成功應(yīng)用的例子有：SniffEx手持式爆炸物檢測(cè)器，壓阻式檢測(cè)方式的缺陷在于靈敏度相對(duì)較弱。
    2.微懸臂梁生化傳感器在液體環(huán)境中的應(yīng)用
    微懸臂梁生化作為一門新興的生化傳感器技術(shù)，具有體積小、靈敏度好、響應(yīng)速度快以及較易集成等優(yōu)點(diǎn)，微懸臂梁生化傳感器涉及了諸多方面如基因組學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、藥物篩選以及臨床診斷等，應(yīng)用性強(qiáng)，因此在液體環(huán)境中發(fā)揮著極大地作用而得到廣泛應(yīng)用。
    2.1 離子與小分子的檢測(cè)
    經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，微懸臂梁表面修飾端基為磷酸鹽或Ｎ，Ｎ－二乙基乙酰胺的硫醇自組膜后，對(duì)陽離子的檢測(cè)限度已經(jīng)達(dá)到了很低的極限。除此之外，利用類似于上述自組裝的方法在流動(dòng)池中的檢測(cè)限度與陽離子的檢出限度一致，這充分說明了微懸臂梁生化傳感器具有較好的選擇性，已成功應(yīng)用于金屬離子的檢測(cè)中。
    2.2 生物樣品的檢測(cè)
    微懸臂梁作為一門新興的生化傳感器技術(shù)應(yīng)用性強(qiáng)，因此在液體環(huán)境中發(fā)揮著極大地作用，具有無標(biāo)記檢測(cè)、快速高通量分析的能力、高靈敏度和體積小、便捷等方面的潛力。根據(jù)研究表明，微懸臂梁生化傳感器在液體中檢測(cè)生物樣品的靈敏度在10^-12至10^-15g之間。除此之外，微懸臂梁生化傳感器還廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控生物化學(xué)反應(yīng)的過程，為全面理解纖維素酶解過程提供了理論實(shí)踐依據(jù)。生物樣品檢測(cè)內(nèi)容涉及較為廣泛，如DNA與DNA之間的相互作用檢測(cè)、蛋白質(zhì)的檢測(cè)、細(xì)菌檢測(cè)等，DNA與DNA之間的相互作用檢測(cè)是微懸臂梁生化傳感器檢測(cè)過程的一個(gè)里程碑，微懸臂梁不僅廣泛應(yīng)用于DNA的雜交、解離的研究，還廣泛應(yīng)用于DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)研究；懸臂梁生化傳感器通過多蛋白質(zhì)的檢測(cè)取得了良好的成績，成為腫瘤疾病早期診療最具潛力的檢測(cè)工具之一；懸臂梁生化傳感器的振動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)了大腸桿菌單細(xì)胞的檢測(cè)，相關(guān)研究還實(shí)現(xiàn)了有效捕捉枯草芽孢桿菌的孢子的功能。
    3.微懸臂梁生還傳感器在液體環(huán)境下的應(yīng)用前景
    微懸臂梁生化傳感器作為一種新型的檢測(cè)技術(shù)，適應(yīng)了傳感器高靈敏度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便捷式等要求具有廣泛的適用范圍，微懸臂梁生化傳感器以其獨(dú)特的檢測(cè)方式，與其他傳感器形成了很好的互補(bǔ)關(guān)系。微懸臂梁生化傳感器相較于傳統(tǒng)的傳感器達(dá)到了檢測(cè)器很低的檢測(cè)極限，同時(shí)生物無標(biāo)記的檢測(cè)還達(dá)到了與現(xiàn)有技術(shù)持平的功能，在藥物篩選與醫(yī)療診斷方面有很廣闊的發(fā)展前景。傳感器自發(fā)展以來，一致朝著高通量、多單元檢測(cè)的方向努力，而微懸臂梁生化傳感器已經(jīng)很好的完成了這一目標(biāo)。
    微懸臂梁生化傳感器獨(dú)具特色，實(shí)力超強(qiáng)，在生物傳感器領(lǐng)域占據(jù)了重要的地位，但是要以一個(gè)可靠的、高靈敏度的檢測(cè)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)來看，仍然存在著諸多挑戰(zhàn)和困難。一方面，微懸臂梁生化傳感器處于靜態(tài)檢測(cè)模式狀態(tài)時(shí)，要具備成熟的表面修飾方法為受體層均勻建立提供條件，另一方面，缺乏完善規(guī)范的理論來指導(dǎo)靜態(tài)模式微懸臂梁響應(yīng)，預(yù)測(cè)結(jié)果不具有規(guī)范性。因此，微懸臂梁生化傳感器在今后的發(fā)展過程中要不斷地完善和規(guī)范相關(guān)的檢測(cè)體系，使微懸臂梁生化傳感器技術(shù)發(fā)展成熟起來。
    4.結(jié)束語
    微懸臂梁作為一門新興的生化傳感器技術(shù)，在液體環(huán)境中發(fā)揮著極大地作用而得到廣泛應(yīng)用。微懸臂梁生化傳感器涉及了諸多方面如基因組學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、藥物篩選以及臨床診斷等，應(yīng)用性強(qiáng)，因此，微懸臂梁生化傳感器在今后的發(fā)展過程中要不斷地完善和規(guī)范相關(guān)的檢測(cè)體系，使微懸臂梁生化傳感器技術(shù)發(fā)展成熟起來。