大暑三秋近，林鐘九夏移。
桂輪開子夜，螢火照空時(shí)。
——《大暑六月中》唐 · 元稹
大暑，是夏季的最后一個(gè)節(jié)氣。大暑雖熱，卻孕育秋收的豐盈。古人以“腐草為螢”、“土潤(rùn)溽暑”、“大雨時(shí)行”三候描繪盛夏，提醒人們順應(yīng)天時(shí)，靜心度夏——熱在三伏，樂在萬物繁茂。
本次的節(jié)氣科普，帶大家一起了解微生物是如何揭示古文明的秘密。
微生物傳感器是一類分析裝置，利用微生物或其組分來檢測(cè)和測(cè)量特定物質(zhì)，通常是環(huán)境污染物或化學(xué)物質(zhì)。該類傳感器結(jié)合了生物識(shí)別元件（如微生物或其代謝產(chǎn)物）與換能器，將生物反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的信號(hào)。
關(guān)鍵組成與工作原理
1
生物識(shí)別元件?(Biological Recognition Element)：這是傳感器的核心部分，通常采用微生物（如細(xì)菌、酵母、藻類等）或其組分（如酶、蛋白質(zhì)等），用以識(shí)別并與目標(biāo)分析物發(fā)生特異性反應(yīng)。
2
換能器?(Transducer)：換能器將生物識(shí)別元件對(duì)分析物的響應(yīng)（例如電導(dǎo)率變化、光信號(hào)或熱量變化）轉(zhuǎn)換為可測(cè)的物理信號(hào)。
3
信號(hào)處理單元?(Signal Processing Unit)：此單元對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和處理，最終輸出可讀的結(jié)果，通常以數(shù)值或圖形形式呈現(xiàn)。
微生物傳感器的類型
「TYPES OF BIOSENSORS」
電化學(xué)生物傳感器：通過檢測(cè)微生物的電化學(xué)活性（如電流、電位變化）來識(shí)別目標(biāo)物質(zhì)。
光學(xué)生物傳感器：通過監(jiān)測(cè)微生物在與分析物反應(yīng)過程中產(chǎn)生的光吸收、反射或熒光變化來進(jìn)行檢測(cè)。
聲波型傳感器：基于分析物與微生物元件結(jié)合時(shí)引起的材料共振頻率變化來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。
主要應(yīng)用領(lǐng)域
環(huán)境監(jiān)測(cè)
(Environmental Monitoring)
廣泛用于水質(zhì)與土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)，檢測(cè)如重金屬、農(nóng)藥、有毒化合物等污染物。
食品安全
(Food Safety)
可用于檢測(cè)食品中的病原體、腐敗菌及其他污染物。
生物修復(fù)評(píng)估
(Bioremediation)
用于評(píng)估利用微生物清除污染物（如石油、重金屬）過程的效果與效率。
生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
(Biomedical Applications)
可應(yīng)用于臨床診斷，如檢測(cè)細(xì)菌感染、監(jiān)測(cè)藥物代謝等。
工業(yè)發(fā)酵監(jiān)測(cè)
(Industrial Fermentation)
用于實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化工業(yè)發(fā)酵過程中的微生物活動(dòng)與代謝水平。
在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，微生物傳感器具有顯著優(yōu)勢(shì)：
對(duì)目標(biāo)污染物具有較高的特異性和靈敏度；
可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬、農(nóng)藥、酚類和硝酸鹽等污染物的實(shí)時(shí)檢測(cè)；
成本低廉，具備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和連續(xù)監(jiān)測(cè)的潛力；
環(huán)保友好，通常無需復(fù)雜的樣品前處理過程；
隨著環(huán)境法規(guī)的日益嚴(yán)格，微生物傳感器在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)和安全生態(tài)系統(tǒng)方面，正發(fā)揮著日益重要的作用。
漢寧“二十四節(jié)氣”科普是漢寧化學(xué)推出的關(guān)于微生物的科普欄目。我們將以中國(guó)傳統(tǒng)的二十四節(jié)氣為時(shí)間線，定期推出微生物相關(guān)主題的科普短文。“四季有序，萬物有時(shí)”，讓我們“寄知識(shí)于時(shí)節(jié)”，一起探索微生物世界：漢寧與您應(yīng)時(shí)相約、不見不散！
