1、生物传感器定义及分类
生物传感器,是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器,是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)、适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。
生物传感器的不同分类方式
资料来源:智研咨询整理
2、生物传感器运用领域
由于生物传感器具有众多优点,其在食品检测、环境监测、发酵工业生产、生物学研究、医学研究等诸多领域都有广泛应用。
生物传感器运用领域
运用领域 | 介绍 |
食品检测领域 | 生物传感器在食品检测领域的应用主要是对食品中有毒物质的分析检测。近年来,食品安全日益成为人们关心的问题,利用生物传感器的良好特异性,可对食品中的有毒、有害物质进行快速分析,并有效降低了检测成本,提高了检测效率,保障了食品安全。 |
环境监测领域 | 生物传感器被广泛应用于环境监测领域。利用生物传感器的高效特异性,可广泛应用于环境中多环芳经、多氯联苯、二恶英、五氯酚等有机污染物的检测,大气中SO2、NO2等污染气体的分析,污水中Pb2+、As3+、Cd2+、Hg2+等重金属离子的检测,以及水体中的生物耗氧量、细菌含量、农药残余等的实时监测。 |
发酵工业生产领域 | 利用生物传感器可对发酵过程中的微生物生长情况进行实时监测,其主要途径为对微生物代谢产物的实时定量分析。通过生物传感器的灵敏监测,可有效提高发酵过程的生产效率,降低生产成本及劳动强度。目前,商业化较成功的产品包括味精发酵过程中广泛使用的乳酸-葡萄糖分析仪、谷氨酸-葡萄糖分析仪等。 |
生物学研究领域 | 生物传感器作为生物学研究领域一种重要的研究方法,可以用来筛选一些具有特异性功能或结构的核酸和蛋白质,用于研究蛋白和核酸相互作用,以及评估有毒、有害物质对活体细胞的影响等。这可以大大提高研究效率,节约研究成本,拓宽研究思路,促进生物学的发展。同时,生物学的发展与进步又为生物传感器的研发提供了强有力的理论支撑。 |
医学研究领域 | 目前,生物传感器在医学研究领域的应用也极为广泛,对于及时发现疾病、有效评估人体健康状况、合理制定治疗方案具有重要意义。生物传感器已广泛应用于病毒和细菌检测、基因诊断、药物筛选、疾病诊断等诸多方面。已有的成功案例包括对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等人体致病菌的检测,对HIV病毒、乙肝病毒的检测,对基因突变的分析,对遗传疾病的筛查,对新药的筛选,以及对肿瘤细胞的观察研究等。 |
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3、行业政策环境
传感器作为我国“强基工程”的核心关键部件之一,是实现工业转型升级、提高产品质量和可靠性的重要组成部分。
行业的相关政策:
序号 | 发布时间 | 颁布机构 | 政策名称 | 主要内容 |
1 | 2021年3月 | 国务院 | 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》 | 纲要指出要坚持自主可控、安全高效,推进产业基础高级化、产业链现代化,保持制造业比重基本稳定,增强制造业竞争优势,推动制造业高质量发展。深入实施智能制造和绿色制造工程,发展服务型制造新模式,推动制造业高端化智能化绿色化。 |
2 | 2020年5月 | 全国人大 | 《2020政府工作报告》 | 提出推动制造业升级和新兴产业发展,支持制造业高质量发展。发展工业互联网,推进智能制造,培育新兴产群。 |
3 | 2020年3月 | 工信部 | 《中小企业数字化赋能专项行动方案》 | 该方案以提升中小企业应对危机能力、夯实可持续发展基础为目标,培育推广一批符合中小企业需求的数字化平台、系统解决方案、产品和服务。针对中小企业典型应用场景引导有基础、有条件的中小企业加快传统制造装备联网、关键工序数控化等数字化改造,应用低成本、模块化、易使用、易维护的先进智能装备和系统,优化工艺流程与装备技术,建设智能生产线、智能车间和智能工厂,实现精益生产、敏捷制造、精细管理和智能决策。 |
4 | 2019年8月 | 工信部 | 《工业和信息化部关于促进制造业产品和服务质量提升的实施意见》 | 鼓励企业技术创新,开展个性化定制、柔性生产,丰富产品种类,满足差异化消费需求开发在线检测、过程控制、质量追溯等质量管理工具,加强质量数据分析,推动企业建立以数字化、网络化、智能化为基础的全过程质量管理体系。62019年8月国家发改委《产业结构调整指导目录(2019年本)》鼓励机器人共性技术:检验检测与评定认证、智能机器人操作系统、智能机器人云服务平台等。鼓励智能化生产线,智能化生产成套制造装备。 |
5 | 2019年3月 | 国务院 | 《2019政府工作报告》 | 提出推动传统产业改造提升。围绕推动制造业高质量发展,强化工业基础和技术创新能力,促进先进制造业和现代服务业融合发展,加快建设制造强国。打造工业互联网平台,拓展“智能+”,为制造业转型升级赋能。支持企业加快技术改造和设备更新,将固定资产加速折旧优惠政策扩大至全部制造业领域。强化质量基础支撑,推动标准与国际先进水平对接,提升产品和服务品质,让更多国内外用户选择中国制造、中国服务。 |
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4、中国生物传感器行业发展现状
智研咨询发布的《2022-2028年中国生物传感器行业发展模式分析及市场分析预测报告》数据显示:目前,国内生物传感器在多个领域应用发展快速,主要分布在生命科学、医疗领域、食品、环保等领域。2020年我国生物传感器行业需求量约30176万个,其中,试剂及检测盒类领域需求量29008万个 ;生物传感器仪器类领域需求量1168万个。
2016-2020年中国生物传感器行业需求量情况
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2020年我国传感器行业市场规模约92亿元,下游需求领域主要分布在医疗领域,2020年医疗领域规模占比达到了79%。
2020年中国生物传感器产业应用分布
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2020年我国试剂及检测盒类领域生物传感器规模为17.84亿元,2015年以来规模复合增速为12.48%;2020年生物传感器仪器类领域规模为74.16亿元,2015年以来规模复合增速为13.37%。
2016-2020年我国生物传感器细分产品市场规模
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5、行业技术环境分析
近年来,随着生物科学、信息科学和材料科学发展的推动,生物传感器技术飞速发展。生物传感器具有以下特点。
生物传感器技术特点
特点方面 | 技术介绍 |
功能多样化 | 未来的生物传感器将进一步涉及医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境监测、发酵工业的各个领域。目前, 生物传感器研究中的重要内容之一就是研究能代替生物视觉、听觉和触觉等感觉器官的生物传感器,即仿生传感器。 |
微型化 | 随着微加工技术和纳米技术的进步,生物传感器将不断地微型化,各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断,在市场上直接检测食品成为可能。 |
智能化与集成化 | 未来的生物传感器必定与计算机紧密结合,自动采集数据、处理数据,更科学、更准确地提供结果,实现采样、进样、结果一条龙,形成检测的自动化系统。同时, 芯片技术将越来越多地进入传感器领域,实现检测系统的集成化、一体化。 |
低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命 | 生物传感器技术的不断进步,必然要求不断降低产品成本,提高灵敏度、稳定性和延长寿命。这些特性的改善也会加速生物传感器场化、商品化的进程。 |
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6、行业未来发展预测
预计到2027年我国生物传感器市场规模将增长至185.25亿元,其中试剂及检测盒类领域生物传感器规模为27.66亿元,生物传感器仪器类领域规模为157.59亿元。
2021-2027年我国生物传感器细分产品市场规模预测图
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2025-2031年中国生物传感器行业发展模式分析及市场分析预测报告
《2025-2031年中国生物传感器行业发展模式分析及市场分析预测报告》共十三章,包含中国生物传感器行业竞争格局的分析,2023年中国部分生物传感器研究机构及涉及企业分析,2025-2031年中国生物传感器投资前景及趋势预测分析等内容。
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