电化学免疫传感器

EXPERIMENTAL SECTION
• Preparation of Immunosensing Surface and Procedure for CA-125 Detection
• Binding of the target CA-125 to the immunosensing electrodes was performed by treating the immunosensing electrodes with different concentrations of the target ; • Electrodes were treated with GOx-conjugated anti-CA-125 IgG; • Biotinylated anti-CA-125 IgG was immobilized on the electrode by dropping 80 μ L of a PBSB solution containing 10 μg/mL biotinylated anti-CA-125 IgG onto the avidin-and BSA-modified ITO electrodes; • The electrodes were maintained in the treated state for 30 min at 4 °C and then washed twice with rinsing buffer.
Introduction
• Catalytic reactions of enzyme labels are used in enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) to generate a large number of signaling species per target; • The incubation period for catalytic reactions must be sufficiently long to obtain high signal amplification, i.e., low detection limit;
酶标记电位型免疫传感器
• 将免疫化学的专一性和酶化学的灵敏性融为一体, 对低含量物质的检测。 • 标记酶:辣根过氧化物酶（HRP）、葡萄糖氧化酶 (GOx)、碱性磷酸酶和脲酶。 • 酶标记传感器(电位型或电流型),最后均可归结为 是对NADH、苯酚、O2 、H2O2 、NH3及新近开发的 电活性物质的检出。
• 六七十年代后 电分析技术方法的发展：
• 液相色谱电化学分析 • 电化学流动注射分析
• 微分脉冲伏安法
• 阳极溶出伏安法
前言——免疫传感器
• 免疫传感器是将高灵敏度的传感技术与特异 性免疫反应结合起来，用以监测抗原抗体反 应的生物传感器。
电化学 免疫传感器
光学 免疫传感器 质量检测 免疫传感器
免疫传感器
电位型免疫传感器
• 电位型免疫传感器存在的主要问题是非特异性吸 附和背景干扰，一般来说，生物分子的电荷密度 相对于溶液背景来说比较低，这使得电位型传感 器的信噪比一般都较低，同时，生物样品中干扰 组分在电极表面的非特异吸附会带来干扰，影响 了测定的可靠性，这些缺陷成为了电位型传感器 应用于实际的障碍。
电导型免疫传感器
电导型免疫传感器是通过测量免疫反应引起的溶液或薄膜 的电导变化来进行分析的生物传感器。电导型免疫传感器 通过使用酶作为标记物，酶催化其底物发生反应，导致离 子种类或离子浓度发生变化，从而使得溶液导电率发生改 变。 构造简单，使用方便，但是这类传感器受待测样品离子强 度以及缓冲液容积影响很大，另一方面在这类传感器的应 用中非特异性问题也很难得到有效解决，因此电导型免疫 传感器发展比较缓慢。
热量检测 免疫传感器
电化学免疫传感器
• 电化学免疫传感器是将免疫分析与电化学传感技 术相结合而构建的一类新型生物传感器，应用于 痕量免疫原性物质的分析研究； • 基于抗原/抗体反应的,可进行特异性的定量或半 定量分析的自给式的集成器件,其中抗原/抗体是 分子识别元件,且与电化学传感元件直接接触,并 通过传感元件把某种或者某类化学物质浓度信号 转变为相应的电信号。
电化学免疫传感器的特点
具有生物传感器选择性好，种类多，测试费用低， 适合联机化等优点； 具有电化学体系可实现在体检测，不受样品颜色、 浊度的影响(即样品可以不经处理，不需分离)； 所需仪器设备相对简单，具有简便、快速、体积 小等特点。
电化学免疫传感器的应用
• • • • • 医疗 食品分析 工业生产 环境检测 · · · · · ·
电化学免疫传感器 Electrochemical Immunosensor
• 前言 • 电化学免疫传感器 • 文献汇报
前言——免疫分析
免疫分析（Immunoassay）：基于用抗体或抗原作为
选择性化学试剂以分析测定抗原或抗体及半抗原的分析方 法。
分子识别材料：抗原或抗体 分子识别基本原理： Ag 分类
文献汇报
Abstract
• This scheme is based on electrochemical-enzymatic (EN) redox cycling using glucose oxidase (GOx) as an enzyme label,Ru(NH3)63+as a redox mediator, and glucose as an enzyme substrate; • The detection limit for the EN redox cycling-based detection of cancer antigen 125 (CA-125) in human serum is slightly higher than 0.1 U/mL for the incubation period of 0 min, and the detection limits for the incubation periods of 5 and 10 min are slightly lower than 0.1 U/mL; • the detection limits are almost similar irrespective of the incubation period and that the immunosensor is highly sensitive.
EXPERIMENTAL SECTION
Chemicals and Solutions
• • • • • • • Biotinylated anti-CA-125 IgG anti-CA-125 IgG target CA-125 human serum bovine-serum albumin(BSA) Tris buffer comprised 50 mM tris(hydroxymethyl)aminomethane PBSB comprised all of the constituents of PBS in addition to 1% (w/v) BSA • rinsing buffer (pH 7.6) contained 50 mM tris(hydroxymethyl)aminomethane, 40 mM HCl, 0.05% (w/v) BSA, and 0.5 M NaCl
电化学免疫传感器检测原理
• 免疫传感器的工作原理和传统的免疫测试法 相似，都属于固相免疫测试法，即把抗原或 抗体固定在固相支持物表面，以检测样品中 的抗原或抗体。
工 作 电 极
Ag (Ab)
Ab(Ag)
换 能 器
பைடு நூலகம்电信号
检 测 仪
电化学免疫传感器的分类
根据检测信号进行分类：
电流型
电位型
电化学 免疫传感器
电导型
电容型
电位型免疫传感器
基于测量电位变化来进行免疫分析的生物传感器。膜电位 的变化值与待测抗原浓度之间存在对数关系。
直接型电位免疫传感器
酶标记电位型免疫传感器
直接型电位免疫传感器
• 利用抗原或抗体在水溶液中两性解离本身带电的 特性,将其中一种固定在电极表面或膜上,当另一 种与之结合形成抗原抗体复合物时,原有的膜电荷 密度将发生改变,从而引起膜的Donnan电位和离子 迁移的变化,最终导致膜电位改变。
.
RESULTS AND DISCUSSION
RESULTS AND DISCUSSION
RESULTS AND DISCUSSION
CONCLUSIONS
• Ru complexes such as Ru(NH3)63+undergo fast outersphere electron-transfer reactions at electrodes and fast electron-transfer reactions with redox enzymes; • In this study,using glucose oxidase (GOx) as an enzyme label,Ru(NH3)63+as a redox mediator, and glucose as an enzyme substrate.
• • • • 放射性免疫分析（RIA） 酶联免疫分析 （ELISA） 发光免疫分析 （LIA） 电化学免疫分析（ECIA）
Ab Ag Ab
前言——电化学免疫分析法
• 是将免疫技术与电化学检测相结合的一种分析方法
• 1951年，由Breyer和Radclif首次应用，用极谱法 测定由偶氮标记的抗原
电流型酶标记免疫传感器的工作原理
• 第一代酶标记电流型免疫传感器以非电活性物质 如O2作为氧化还原的电子受体为代表。先用竞争 法或夹心法葡萄糖氧化酶或过氧化物酶标记物结 合到膜或电极上,再通过氧电极测量葡萄糖转化为 葡萄糖酸中消耗的氧,或过氧化氢分解中产生的氧。