生物傳感器與傳統(tǒng)的化學(xué)傳感器和離線分析技術(shù)(如分光光度計(jì)或質(zhì)譜儀等)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如高度特異性，靈敏度高，穩(wěn)定性好，成本低廉，體積小，能在復(fù)雜的體系中進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的連續(xù)檢測(cè)。一般不需要樣品的預(yù)處理，樣品用量少,響應(yīng)快，固定化敏感材料可反復(fù)多次使用，成本遠(yuǎn)低于離線分析儀器，易于推廣普及。

生物活性單元的固定化技術(shù)是生物傳感器制作的核心部分，它要保持生物活性單元的固有特性，避免自由活性單元應(yīng)用上的缺陷。固定化技術(shù)決定了生物傳感器的穩(wěn)定性、靈敏度和選擇性等主要性能。

早期生物活性物質(zhì)測(cè)量,如酶分析法，是在水溶液狀態(tài)下進(jìn)行的，由于酶在水溶液中一般不太穩(wěn)定，且酶只能和底物作用一次， 因此，使用起來很不方便。要使酶作為生物敏感膜使用，必須研究如何將酶固定在各種載體上，這-技術(shù)稱為酶的固定化技術(shù)。該技術(shù)的主要特點(diǎn)是:固定化酶可以很快從反應(yīng)混合物中分離，并能重復(fù)使用;通過適當(dāng)控制固定化酶的微環(huán)境，可獲得高穩(wěn)定性、高靈敏度、快速的響應(yīng)等;選擇電極尺寸和形狀具有較大的靈活性，易于微型化。目前生物傳感器的固定化技術(shù)主要有吸附法、共價(jià)鍵合法、物理包埋法和交聯(lián)法等。

1.吸附法

生物活性單元在電極表面的物理吸附是一種較為簡(jiǎn)單的固定化技術(shù)。酶在電極上的吸附一般是通過含酶緩沖溶液的揮發(fā)進(jìn)行的，通常溫度為4C,因此，酶不會(huì)發(fā)生熱降解。吸附后，還可以通過交聯(lián)法來增加穩(wěn)定性。物理吸附無需化學(xué)試劑，清洗步驟少，很少發(fā)生酶降解，對(duì)

酶分子活性影響較小。但對(duì)溶液的pH值變化、溫度、離子強(qiáng)度和電極基底較為敏感，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行相當(dāng)程度的優(yōu)化。該方法的吸附過程具有可逆性,生物活性單元易從電極表面脫落，因此壽命較短。

2.共價(jià)鍵合法

共價(jià)鍵合法是指將生物活性單元通過共價(jià)鍵與電極表面結(jié)合而固定的方法，通常在低溫(0°C)、低離子強(qiáng)度和生理pH條件下進(jìn)行，并加入酶的底物以防止酶的活性部位與電極表面發(fā)生鍵合作用而失活。電極表面的共價(jià)鍵合比吸附困難，但固定化酶穩(wěn)定性較好。

3.物理包埋法

物理包埋法是采用凝膠/聚合物包埋，將酶分子或細(xì)胞包埋并固定在高分子聚合物的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，常用的聚合物是聚丙烯酰胺。物理包埋法是應(yīng)用最普遍的固定化技術(shù)。該技術(shù)的特點(diǎn)是:可采用溫和的試驗(yàn)條件及多種凝膠/聚合物;大多數(shù)酶很容易摻人聚合物膜中，一般不產(chǎn)生化學(xué)修飾;對(duì)酶活性影響較小;膜的孔徑和幾何形狀可任意控制;包埋的酶不易泄漏，穩(wěn)定性好。此外，包埋法還具有過程簡(jiǎn)單，可對(duì)多種生物活性單元進(jìn)行包埋的優(yōu)點(diǎn)。采用物理方法將凝膠/聚合物限制在電極表面，使得傳感器難以微型化。

生物傳感器的固定化技術(shù)十分重要，固定化技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善表現(xiàn)在對(duì)固定化方法和生物活性載體的研究和開發(fā)上。目前使用的固定化載體、方法或技術(shù)并未達(dá)到完善的程度，因此使用更簡(jiǎn)單、更實(shí)用的新型固定化技術(shù)仍是該領(lǐng)域今后研究的重要方向之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于新的原理的生物傳感器將不斷涌現(xiàn)，必將推動(dòng)生命科學(xué)技術(shù)的向前發(fā)展。