传感器百科|传感器知识百科大全  > 所属分类  >  集成传感器   
[2] 评论[0] 编辑

免疫传感器

同其它传感器一样,生物敏感膜的构建是电容型免疫传感器识别免疫分子最为重要的部分。但与其他免疫传感器不同的是构建电容型免疫传感器的关键在于生物敏感膜必须处于充分的绝缘状态,否则会由于溶液中的离子直接传递到电极表面而发生短路现象,导致传感器测不到所需要的响应信号。

   通常制作电容型免疫传感器的基底是金属或半导体,免疫分子可通过半导体氧化物、金属氧化物、自组装单层分子或聚合物等耦联在电极表面。报道了能分别测定甲胎蛋白和IgE浓度的电容型免疫传感器。首先通过水合作用在硅表面形成硅醇基,再用42氨丁基二甲基甲氧基硅烷处理硅醇基,最后通过戊二醛将硅表面和抗体分子的氨基共价的连接起来,这样通过测定抗原与固定在电极表面的抗体反应前后的电容变化,就能达到测定相应抗原浓度的目的。此外利用金属氧化物耦连免疫分子 ,也能用于相应抗原和抗体的检测,但由于通过这些方法构建的传感器得到的响应信号较弱 ,所以近些年来已较少被采用。为提高电容型免疫传感器的灵敏度、稳定性、选择性并降低检出限,寻找新的方法构建生物膜是解决这些问题的关键。

光栅生物传感器
      一束入射激光束进入平面波导的一端。平面波导包括一层非常薄的高折射率膜(如生物膜)以及玻璃载体。薄膜表面上放置一光栅,该光栅使激光已定的出射角射出平面波导,出射角的大小与激光导向模式的有效折射率有关。在光栅上涂一层试剂,将盛有样本溶液的容器置于光栅上,如果样本中的物质与试剂层发生反应,有效折射系数就会改变 ,从而改变出射角。出射光束角度的变化与试剂和待测物质反应生成的薄膜厚度有关。动槽。如果样本溶液内含有与该抗原互补的抗体,它们就会结合,槽内膜的厚度就会增加。利用光谱仪测试膜的厚度是否增加 ,可以检测待测物质是否存在。
应用
       检测食品中的毒素和细菌.      食品在产前、运输、加工和销售等环节都有可能被污染,而且毒性大,很多有致畸、致癌的作用。为了防止毒素超标的食品和饲料进入食物链 ,加强对其的检测非常重要。伏马菌素(Fumonisins)是一种真菌毒素,和人畜的多种疾病有关。其中 Fumonisins B1 ( FB1 )是天然污染玉米样品、饲料的主要伏马菌素组分。Wayne 等人用等离子体共振免疫传感器来检测玉米抽提物中的 FB1浓度。抗 FB1 的多克隆抗体被吸附到一结合在表面等离子体共振免疫传感器装置中的玻璃的棱镜的金膜上,二极管发射的光束通过棱镜聚焦到金膜表面以激发 SPR。当加入样品 ,反射光灵敏地改变,改变的角度与 FB1 的浓度成比例。检测下限为 50 ng/ ml .葡萄球菌肠毒素(SEB)是人类经常发生食物中毒的主要原因 ,是食品污染的病原体。缓冲液、人血清、火腿中的 SEB 可以通过一轻便的光纤免疫传感器来测定。亲和纯化的兔抗 SEB(一抗)捕获抗体共价结合到光纤上以结合 SEB。然后用结合上 Cy5 标记的亲和纯化羊抗 SEB (二抗)检测抗体,从而在光纤表面形成荧光复合物。检测荧光强度可以知道 SEB 的浓度。其在火腿抽提物中的检测灵敏度为 5 ng/ ml ,奶油制品中 SEB 也可以由免疫传感器来检测。其检测下限为 5 ng/ g.还可以用光纤免疫传感器检测黄曲霉毒素、肉毒毒素、金黄色葡萄球菌等。
检测DNA 光纤
      免疫传感器可以用来进行DNA分子的识别、测序。其原理是将有反应性的一单股核苷酸(长度在18~50 个碱基之间)固定在某种支持物(传感器)上作为探针,可以在复杂环境成份下特异地识别出某一靶子底物 ,并通过换能装置转换成可以检测到的光电信号。检测的方法有荧光型和表面等离子体共振(SPR)型传感器。荧光检测法是在 DNA 探针中或待测靶基因中标上荧光标记物 ,也可在 DNA 杂交后加入荧光标记物。通过测定荧光标记嵌入 DNA 双螺旋间所导致的荧光信号的变化,检测 DNA. Krull 等以共价固定在石英表面的DNA探针与溶液中其靶基因杂交45min后,与荧光嵌入染料溴乙啶( EB)反应 ,根据荧光强度与溶中互补 DNA 的量的正比关系进行分析,可检测出86 μg/L 的 DNA. Bier 等以花青二聚体 YOYO 及Picogreen作为与 DNA 双链紧密亲和的荧光嵌入剂,由于与DNA杂交体间的双嵌入作用,使得完全配对、单碱基错配及两个以上不匹配所产生的荧光信号有明显不同,从而能够明显区分不同DNA序列。还可以用表面等离子体共振传感器检测 DNA 序列 ,Bier 等做了这样的工作。
检测残留的农药
      随着生活水平的提高,对粮食、肉制品残留农药限量的要求也越来越高。传统的薄层层析法和气相色相谱已过时。EL ISE方法虽然简单但费时。免疫传感器灵敏度高.检测时间短,,正好显示了它的优点。磺胺作为兽医用药可进入动物食品 ,对人体健康不利。Ase等人用表面等离子体共振免疫传感器快速测定了脱脂牛奶和生牛奶中的硫胺二甲嘧啶残留物。检测精度低于 1μg/ ml .多氯化联苯(Polychlorinated Biphenyls PCBs)是一种杀虫剂 ,在水、食物、牛奶中可检测到,过量会导致脑纤免疫传感器对其测定,检测下限为 10 mg/ L.光纤免疫传感器还用在了对 Imazethapyr和硫磷[的检测中,且灵敏度极高,分别达到 1 nmol/ L、013μg/ L。
毒品和滥用药物的检测
       在吸毒人员的戒毒治疗和以后的监测中对毒品的检测很重要 ,以及对麻醉和精神药物的检测 ,大都通过对生物体液如血液、尿液、甚至头发中的代谢物进行检测。由于药物含量及样本量常常很少 ,所以要求检测仪器有很高的灵敏度、精度和可靠性。光学免疫传感器正符合这样的要求。常用的有酶免疫光学测试和荧光免疫光学测试。利用荧光免疫分析的商品试剂盒已经广泛用于吗啡和可卡因的检测。此外 ,光学免疫传感器还用在了其他的一些领域 ,如在法医学中鉴定微量血痕种属使用了荧光免疫分析法 ,可以测量二十万倍稀释的血痕样本在环境监测方面光学免疫传感器也用的越来越多。
      并在于抗原与抗体的结合具有很高的特异性,从而减少了非特异性干扰。光学免疫传感器更具有灵敏度高、测试精度高的特点,并适合在电子干扰或磁场干扰的环境里进行实时监测。光纤免疫传感器体积小、重量轻、可作成一次性探针的形式,适合体内检测以及野外现场测量,是免疫传感器的重要发展方向。目前的光学免疫传感器已经能够实时检测抗原抗体的反应 ,进行定量测量 ,即在抗原抗体反应的同时将反应连续记录下来,以便进行动态分析。光学免疫传感器的出现和发展正在促使免疫检测手段朝电器化、自动化、简便化和快速化方向发展。总之 ,集生物学、物理学、化学与医学为一体的光学免疫传感技术,有巨大的发展潜力,它不但能推动传统免疫传感技术的发展 ,而且将影响临床、食品卫生和环境监测等诸多领域里的实用性研究。

附件列表


2

词条内容仅供参考,如果您需要解决具体问题
(尤其在法律、医学等领域),建议您咨询相关领域专业人士。

如果您认为本词条还有待完善,请 编辑

上一篇 微生物传感器    下一篇

标签

暂无标签

同义词

暂无同义词