电化学免疫传感器研究及应用进展

合集下载

电化学传感器研究与应用

电化学传感器研究与应用电化学传感器是一种测量样品中电化学反应的电流和电势的传感器。

电化学是一种在电极和电解质之间进行的化学反应，它通常包括离子和电子的传输。

通过测量这些反应即可得到电化学传感器的输出信号。

这样的传感器在多种科学领域和实际应用中都有广泛的应用，比如测量生物分子，监测环境，甚至用于科学研究的前沿。

电化学传感器的研究和应用电化学传感器的研究始于20世纪50年代，早期的研究主要关注于生物或化学反应产生的电流或电势变化。

在60年代后期，经过多年的探索实践，科学家们开始意识到电化学反应与界面传感器之间的联系，因此，人们开始将电化学传感器的应用扩展到电化学界面的控制和监测领域。

近年来，随着技术的不断进步，一系列新型的电化学传感器在实验室和工业领域得到了广泛的应用。

例如磁性纳米颗粒、纳米线、纳米管以及表面等离子共振还原石墨烯等。

这些纳米技术极大地促进了电化学传感器的发展和应用。

电化学传感器的分类电化学传感器包括多种类型，根据感测方式和物化过程的不同，可分为：1. 电势型传感器：通过测量电位差的变化来检测被测样品中的电化学反应；2. 流动型传感器：将样品内的物质输送到探头上，通过传输速度或传输物质的量来检测样品中的反应；3. 控制型传感器：通过控制电位或电流来控制样品中的电化学反应；4. 荧光型传感器：通过荧光探针或分子，在样品的电化学反应中反映和检测化学状态的变化。

电化学传感器的应用电化学传感器的广泛应用最初主要是在环境监测、医学诊断、食品安全等领域。

以荧光传感器为例，它在生物学研究中被广泛应用于荧光交联免疫测定、外向泵测定等领域。

其中，生物传感器是最具实践应用前景的一个领域。

借助新型的材料，许多基于电化学传感器原理的快速检测系统已经制造问世。

如，应用荧光标记的纳米质点，研究者们可以通过荧光成像发现癌细胞并定位它们，从而实现癌症的早期筛查和治疗。

同时，电化学传感器还广泛应用于电化学储能、密度测量、对流及传热系数等领域。

免疫传感器在生物分析中的应用研究

免疫传感器在生物分析中的应用研究一、引言随着生物技术的不断发展，免疫传感器作为一种新型的生物分析技术，受到了越来越多的关注。

免疫传感器以其高灵敏度、高选择性、快速响应等优点，在生物分析领域具有广泛的应用前景，因此在国内外的研究中也已经成为了热门的研究方向。

二、免疫传感器的研究现状目前，免疫传感器的研究可以分为两个方向，即基于光学以及基于电化学的研究。

基于光学的免疫传感器通常采用表面等离子共振（SPR）、荧光、拉曼等技术，这些技术在生物分析中具有灵敏度高、实时性强等优点，在肿瘤标记的检测、毒素检测等方面已经得到了广泛应用。

基于电化学的免疫传感器则是通过电化学反应产生电信号来检测生物分子的含量，如氧化还原反应、热释电反应、电感耦合等。

这种类型的免疫传感器通常具有响应迅速、灵敏度高、便携性强等特点，已经在临床诊断、食品安全检测等方面得到了广泛应用。

免疫传感器的进展和应用主要集中在药物研发、生物分析、食品产业和环境保护等领域。

三、免疫传感器在生物分析领域中的应用（一）蛋白质检测与鉴定蛋白质是生物体内最基本、最重要的分子之一，对于蛋白质的检测和鉴定一直是生命科学研究的核心问题。

免疫传感器可以通过对特定蛋白质的结构和功能进行识别和分析，从而实现对蛋白质的检测和鉴定。

通过免疫传感器检测血清中的肿瘤标志物、生物样品中的抗体等，可以快速、准确、高敏感地检测特定的蛋白质，并为相关研究提供重要的信息。

（二）DNA检测和定量DNA是构成生命的基础分子之一，它的变异或缺陷会导致一系列重要的生物学问题。

因此，DNA检测对于疾病的早期诊断、疫苗研发、生物材料检测等具有重要的意义。

基于免疫传感器的DNA检测方法主要包括荧光检测、拉曼光谱检测和电化学检测等。

DNA检测具有高度特异性和灵敏性，能够检测到非常低的浓度下的DNA，因此在基因诊断、基因工程和新药研发等领域发挥着重要作用。

（三）免疫学分析免疫学分析是通过检测生物样品中的免疫反应物，来确定免疫状况的一种检测方法。

电化学传感器的应用前景及未来发展趋势

电化学传感器的应用前景及未来发展趋势一、电化学传感器的应用前景电化学传感器广泛应用于工业和民用领域的气体检测，可检测臭氧、甲醛、一氧化碳、氨气、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氧气等多种气体，常用于便携式仪表和气体在线监测仪表中。

下面我们来看看四大主要应用。

1、湿度传感器湿度是空气环境的一个重要指标，空气的湿度与人体蒸发热之间有着密切关系，高温高湿时，由于人体水分蒸发困难而感到闷热，低温高湿时，人体散热过程剧烈，容易引起感冒和冻伤。

人体最适宜的气温是18~22℃，相对湿度为35%～65%RH。

在环境与卫生监测中，常用于湿球温湿度计、手摇湿温度计和通风湿温度计等仪器测定空气湿度。

近年来，大量文献报道用传感器测定空气湿度。

用于测定相对湿度的涂覆压电石英晶体用传感器,通过光刻和化学蚀刻技术制成小型石英夺电晶体,在AT切割的10MHZ石英晶体上涂有4种物质,对湿度具有较高的质量敏感性.该晶体是振荡电路中的共振器,其频率随质量变化,选择适当涂层,该传感器可用于测定不同气体的相对湿度.该传感器的灵敏度、响应线性、响应时间、选择性、滞后现象和使用寿命等取决于涂层化学物质的性质。

2、氧化氮传感器氧化氮是氮的各种氧化物所组成的气体混合物的总称，常以NOX表示。

在氧化氮中，不同形式的氧化氮化学稳定性不同，空气中常风的是化学性质相对稳定的一氧化氮和二氧化氮，它们在卫生学上的意义显得较其它形式氧化氮更为重要。

在环境分析中，氧化氮一般指一氧化氮二氧化氮。

我国监测氧化氮的标准方法是盐酸萘乙二胺比色法，方法灵敏度为0.25ug/5ml,方法转换系数受吸收液组成、二氧化氮浓度、采气速度、吸收管结构、共存离子及温度等多种因素的影响，未完全统一。

传感器测定是近年发展起来的新方法。

文献报道，用交指型栅极电极场效应晶体管的微电子集成电路与化学活性电子束蒸镀酞花青铜薄膜相结合，获得了新型气体敏感微传感器，可选择性检测mg/m3级二氧化氮和二惜内基甲基膦酸盐(DIMP)。

电化学免疫传感器在食品安全检测中的研究进展

பைடு நூலகம்
关键词：电化学免疫传感器；食品安全；检测；致病菌；毒素；药物残留
中图分类号：Ｔ２７Ｓ０文献标识码：Ａ文章编号：１０２１（０１００１００６— ５３２１）１— ２６— ７
Ｒｅｅｃｄａｃｔｄｆｅｅｔｏｈｍｉａｍｍｕｏｅｓｓａｒｈａｖｎｅｓｕｙｏｌｃｒｃｅｃｌｉｎｓｎｏｒ
（．Ｌａｎｎｅａｏａｒｆｅｍｎａｏｅｈｏｏｙｃｏｌｆｉｏｉｌ１ｉｏｉｇＫｙＬｂｒｔｙｏｒｅｔｉＴｃｎｌ，ＳｈｏｏｏｇａｏＦｔｎｇＢｌｃ
Ｅｎｉｅｒｎｇｎｅｉｇ，ＤａｉｎＰｏｙｅｈｉｉｅｓｔｌａｌｔｃｎｃＵｎｖｒｉｙ，Ｄａｉｎ１０４；ｌ６３ａ１
ｖｒｅｉｓａｐｉａｉｎｆｌｃｒｃｅｃｌｍｍｕｏｅｓｒｉｅｏｍａｃｎｐｉｚｎｏｄｔｎｎｔｅａａｙｉａｅｌ— ａｉｔｐｌｔｓｏｅｔｏｈｍｉａｅｃｏｅｉｎｓｎｏ，ｔｐｒｒｎｅａｄｏｔｓｆｍｉｉｇｃｎｉｏｓｉｈｎｌｓｓｒｅｉ＇ｐｒｅｒｅｅｔ．Ｅｅｔｃｅｃｍｍｕｏｅｓｒｈｓｍｏｅａｖｎａｅａｔｅｔｏｓｂｃｕｅｔｅａｅｂｔｒｏｔｄｍｏｅｒｃｎｌｙｌｃｒｈｍｉａｉｏｌｎｓｎｏａｒｄａｔｇｓｔｎｏｈｒｍｅｈｄｅａｓｈｙｈｖｅｔｈｅｓｌｃｉｉｎｉｈｒｓｎｉｖｔ．ＴｅｅｏｅｔｅｒｐｌｄｗｄｌｎｆｏａｉｔｎＴｉｐｐｒｉｔｏｕｅｈｌｓｅｅｔｔａｄｈｇｅｅｓｔｉｖｙｉｙｈｒｆｒ，ｈｙａｅａｐｉｉｅｙｉｄｓｎｔｉ．ｈｓａｅｒｄｃｄｔｅｃａ — ｅｏａｏｎｓｃｔｎｏｌｃｒｃｅｃｍｍｕｏｅｓｒａｄｉａｉｐｎｉｌｓＡｃｏｄｎｈｉｅｅｔｎｐｃｉｇｓｇａｓｉｃｎｉａｉｆｅｅｔｏｈｍｉａｉｉｆｏｌｎｓｎｏｎｓｂｓｃｒｃｐｅ．ｔｉｃｒｉｇｔｔｅｄｆｒｎｓｅｔｉｎｌ，ｔａＯｆｉｎｂｉｉｅｎｏｐｔｎｉｌｕｒｎｎｏｄｃａｃｅｄｖｄｄｉｔｏｅｔ，ｃｒｔｄｃｎｕｔｎｅａｅａｒＴｅｐｏｒｓｆｒｓａｃｎｐｌａｉｎｏｌｃｒ— ．ｈｒｇｅｓｏｅｒｈａｄａｐｉｔｆｅｅｔｅｃｏｏ

电化学传感器的研究和应用

电化学传感器的研究和应用电化学传感器是一种利用电化学反应原理来检测物质浓度、品质及相关物理化学参数的传感器。

它具有灵敏度高、响应时间快、可重复性好等优点，被广泛应用于环境监测、医学检测、食品安全等领域，成为现代化检测技术不可或缺的重要组成部分。

一、电化学传感器的基本原理电化学传感器是利用电极和待测物质之间的交互作用来进行测量的。

在电化学传感器的测量过程中，电极是关键组成部分。

电极的电位与待测物质的浓度成正比，因此通过检测电极电位的变化可以推断待测物质的浓度。

电极的构成形式也有很多种，例如金属电极、半导体电极、离子选择性电极等。

其中离子选择性电极常用于测定生理参数。

二、电化学传感器的种类电化学传感器按照测量电位的变化方式可以分为伏安型传感器和阻抗型传感器两种。

伏安型传感器是最常见的一种传感器，它通过测量电极电流与电极电位之间的关系来确定待测物质的浓度。

伏安型传感器可以分为交流伏安法和直流伏安法两种。

阻抗型传感器是利用电极表面附着物的电阻变化来检测待测物质的浓度。

阻抗型传感器被广泛应用于检测生物样品中的蛋白质、DNA等生物分子。

阻抗型传感器具有灵敏度高、响应时间快等优点，成为生物传感领域中的重要研究方向。

三、电化学传感器在环境监测中的应用电化学传感器在环境监测中的应用非常广泛。

例如，电化学气体传感器可以用于检测空气中的甲醛、二氧化碳、烟雾等有害气体，通过提高室内空气质量保障人们的健康。

同时，电化学传感器也被广泛应用于污染物监测领域，例如检测水中的重金属离子、有机物质等有害物质，为环境保护提供有力支撑。

四、电化学传感器在医学检测中的应用电化学传感器在医学检测中也具有广泛应用前景。

医学小分子检测中常常采用了基于电化学传感器的生物传感器对药物，代谢产物等进行检测。

例如，电化学生化传感器可以在生化反应过程中测量待测物质的改变，检测生物内生化反应中一些关键的酶活性等指标，从而进行疾病诊断，药物研发等。

五、电化学传感器的展望当前随着传感器技术的飞速发展，电化学传感器也在不断向更高灵敏度、更快的响应速度、更低的成本等方向进行改进，发展出许多新型电化学传感器。

电化学生物传感器的研究与应用现状

电化学生物传感器的研究与应用现状电化学生物传感器的研究目前主要集中在三个方向：传感器构建、信号放大和检测仪器的开发。

传感器构建主要包括生物识别分子的修饰和载体材料的选择。

生物识别分子可以是抗体、酶、DNA等，通过与目标物质的特异性相互作用，实现对目标物质的检测。

载体材料选择需要考虑电化学活性、生物兼容性、稳定性等因素，常见的载体材料有玻碳电极、金属薄膜等。

信号放大主要通过引入纳米材料、纳米结构或功能材料，增强电化学传感器的灵敏度。

检测仪器的开发旨在提高传感器的检测性能和实用性，主要包括微流控技术、传感器阵列和便携式检测仪器等。

电化学生物传感器在医学诊断领域的应用已经取得了重要进展。

例如，血糖仪是最常见的电化学生物传感器之一，用于测试血液中的葡萄糖含量，对糖尿病患者的日常管理起到了重要作用。

此外，电化学生物传感器还可以用于监测血清中的肿瘤标志物、心肌酶等，辅助临床诊断，提高疾病的早期诊断率。

在食品安全方面，电化学生物传感器也发挥着重要作用。

传统的食品检测方法通常需要昂贵的仪器设备和复杂的分析程序，而电化学生物传感器则具有快速、灵敏和简单的优点。

通过检测食品样品中的有害物质，例如重金属、农药残留和毒素等，电化学生物传感器能够有效地保证食品安全，减少食品中的有害物质对人体的危害。

此外，电化学生物传感器还被广泛应用于环境监测。

例如，可以利用电化学生物传感器检测水体中的有毒金属离子、有机物污染物等，为环境污染监控提供有效手段。

另外，电化学生物传感器还可以用于检测空气中的污染物，例如二氧化硫、氮氧化物等，为空气质量监测提供帮助。

总之，电化学生物传感器是一种有着广泛应用前景的检测技术。

随着传感器构建、信号放大和检测仪器的不断改进和创新，电化学生物传感器将在医学诊断、食品安全、环境监测等领域发挥更加重要的作用。

电化学发光免疫传感器的研究及应用现状

电化学发光免疫传感器的研究及应用现状摘要：电化学发光免疫技术是将高灵敏度的电化学发光和高特异性的免疫反应相结合的一种交叉学科研究的成果。

电化学发光主要应用在免疫系统、生物酶等方面的研究，而电化学发光免疫传感器在临床领域中有较明显的成果。

因此，本文将从电化学发光免疫传感器的研究和应用现状两个方面，对电化学发光免疫传感器进行进一步的研究，尤其在医学方面能够有更多突破，实现在更多领域中的应用。

关键词：电化学发光；免疫传感器；研究；应用现状；一、电化学发光免疫传感器的概念（一）电化学发光的概念电化学发光即电致化学发光，是一种通过在电极上施加一定电压，用来引发物质在电极表面进行电化学反应，反应产生的能量激发发光物质由基态迁移到激发态，处于激发态的物质不稳定会返回基态，在这一过程中会伴随光信号产生，产生光信号后通过光/电转换器，将光信号转换成电信号，来实现对目标物的检测。

ECL分析法不仅具有仪器简单，灵敏度高，还具有试剂用量少、时空可控性强等优点，现阶段，电化学发光技术已广泛应用于免疫分析、生物分子和其他生物分子检测中。

（二）免疫传感器的概念免疫传感器是一种将高特异性的免疫反应和高超的物理转换器结合起来的一种分析类器件。

由于免疫反应具有强的特异性，加之物理转换器的高的灵敏度，使得免疫传感器也成为一种有效检测样品的方法，受到人们的热切关注。

目前，免疫传感器也已经广泛地应用于临床医学检测等领域。

（三）电化学发光免疫传感器的概念电化学发光免疫传感器是一种将电化学发光与免疫传感器结合起来的一种具有很高免疫特性的一种装置。

利用电化学发光的高灵敏度的传感技术，再结合特异性免疫反应，最终可以达到一种对临床中微量物质进行定量的检测。

二、电化学发光免疫传感器的研究及应用电化学发光免疫传感器是将抗体或者抗原通过一定方式负载在电极上作为识别探针，当抗体与抗原发生特异性反应后，其产生的复合物与电化学发光信号之间建立一定关系，然后通过光电转换器，将光信号转换成电信号，从而对目标物进行检测。

电生化学免疫传感器原理及其在诊断检测领域应用

电生化学免疫传感器原理及其在诊断检测领域应用免疫传感技术作为一种高灵敏度、高选择性的生物分析方法，已经在许多领域得到了广泛的应用。

而电生化学免疫传感器作为其中的一种重要技术手段，以其灵敏度高、快速、可重复性强等优点在诊断检测领域发挥着重要的作用。

本文将从电生化学免疫传感器的原理出发，详细介绍其在诊断检测领域的应用。

电生化学免疫传感器的原理基于抗原与抗体之间的特异性识别，并通过将抗体修饰在电极表面，利用电化学技术的手段对所产生的电流、电势等信号进行测量来实现对抗原的灵敏检测。

电生化学免疫传感器的构建主要包括电化学活性界面材料的选择以及抗体的固定化。

常用的电极材料包括玻碳电极、金电极等，而抗体的固定化可以通过吸附、共价键或夹层法等方式实现。

在实际应用中，通过采用直流电位扫描、循环伏安法、交流伏安法等电化学技术，可以对测定物的电化学行为进行定量分析。

电生化学免疫传感器在诊断检测领域的应用涵盖了多个领域，包括临床医学、环境监测、食品安全等。

在临床医学中，电生化学免疫传感器可以用于快速检测病原体、肿瘤标志物、生物分子等，有助于早期诊断、治疗和监测疾病的进展。

例如，通过将抗体固定在电极表面，可以实现对癌症标志物特异性的检测，从而提高癌症的早期诊断率。

在环境监测方面，电生化学免疫传感器可以用于快速测定水质、土壤污染物、空气中的有害物质等。

通过将合适的抗体固定在电极表面，可以实现对目标物质的高灵敏度检测，有助于对环境污染状况进行实时监测和评估。

这对于环境保护和资源管理具有重要意义。

例如，通过将抗体修饰在电极表面，电生化学免疫传感器可以用于检测水中的重金属离子，从而判断水质是否达到标准要求。

在食品安全领域，电生化学免疫传感器可以用于检测食品中的潜在有害物质，例如农药残留、重金属离子等。

通过将特异性抗体固定在电极表面，可以实现对目标物质的高灵敏度检测，确保食品安全。

这对于食品行业的监管和消费者的健康至关重要。

例如，电生化学免疫传感器可以用于检测食品中的过敏原，从而减少对过敏人群的潜在风险。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

参考文献
[1]温志立，汪世平等免疫传感器的发展概述，生物医学工程学杂志，2001，18（4）:642～646 [2]温志立，汪世平等，免疫传感器的发展与制作，免疫学杂志，2001，17（2）:46～150； [3]汤琳，曾光明等免疫传感器用于环境中痕量有害物质检测的研究进展，环境科学，2004，25（4）：170～ 177； [4]钟桐生，刘国栋等，电化学免疫传感研究进展，化学传感器，2002，22（1）:7～15； [5] Ioan . Ciumasua, Petra M. Kr¨amera,A new, versatile field immunosensor for environmental pollutants dvelopment and proof of principle with TNT, diuron, and atrazine.Biosensors and Bioelectronics 2005(21):354～364；

免疫传感器的制作
免疫传感器的固定免疫传感器的再生

免疫传感器的固定

免疫传感器制作过程中重要的步骤是将抗体或抗原固定在传感器表面, 这样才能检测相应的抗原或抗体。然而传感器表面构造不一, 有金属、碳、玻璃、石英等, 它们与抗原或抗体的结合特性都是不同的, 因此需要不同的固定方法, 以至于不让吸附好了的抗原或抗体在反应中脱落。固定方法可分为直接法和间接法。前者是用含抗体或抗原的溶液涂覆或浸泡电极或光极, 通过物理或化学吸附作用使其表面生成具有识别功能的生物膜。该法简单、快速, 但易阻碍特异性反应的发生, 导致非特异性吸附和脱落。后者则采用中间连接层来连接传感表面和抗体或抗原，提高了固定效率、固定化层的适应性和反应灵敏度。

免疫传感器的优点

免疫传感器相对于一般免疫检测方法的主要优势:它不但能弥补目前常规免疫检测方法不能进行定量测定的缺点, 而且还能实时监测抗原抗体反应, 不需分离步骤, 即在抗原抗体反应的同时就把反应信号动态而连续地记录下来,有利于抗原抗体反应的动力学分析; 免疫传感器相对于其他传感器的优势则是: 由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, 提高了检测的准确性, 且检测范围也很大。总之, 集生物学、物理学、化学及医学为一体的免疫传感技术其发展潜力巨大, 它不但能推动传统免疫测试法的发展, 而且将影响临床和环境监测等领域里的实用性研究。
免疫传感器的再生

由于抗原抗体结合性强, 反应后不易分开, 要使免疫传感器能重复使用, 就要用一些试剂将抗原抗体复合物解离或从传感器表面全部清除下来, 这些试剂还须不损害固相抗原或抗体的活性。用于解离的试剂有柠檬酸盐缓冲液、乙醇胺、磷酸盐- 柠檬酸缓冲液、强酸强碱加超声清洗、甘氨酸- 盐酸缓冲液、二乙胺、丙酸、乙二醇、尿素和盐酸胍缓冲液和四氢呋喃。为防止器件表面固相生物膜再生时可能导致的膜中蛋白活性降低, 也为节省包被时间, 80年代Badley 研究发展了可置换型、一次性使用的传感器件, 推动了免疫传感器向简便、快速和自动化方向发展。

免疫传感器的分类

根据标记与否可分为非标记型免疫传感器和标记型免疫传感器根据换能器种类的不同, 又可分为电化学免疫传感器、压电免疫传感器、热量测量式免疫传感器和光学免疫传感器等。

非标记与标记免疫传感器

非标记免疫传感器的工作原理是将抗体或抗原固定于膜或电极表面，当发生免疫反应后，抗体与抗原形成的结合物改变了膜或电极表面的物理性质(如表面电荷密度、离子在膜内的传输速度等)，从而引起膜电位或电极电位的变化。

开始阶段该类传感器大多只限于气相测定, 即晶片在样品缓冲液中与待测物反应后, 还需取出干燥后才能测定频率变化, 这样可使晶片起振较容易, 避免非特异性吸附对结果的影响, 取得较好的线性关系。但这增加了操作时间, 且干燥过程对蛋白质的活性有损害, 会缩短传感器的寿命。为了避免干燥过程带来的不利影响, 最好的解决办法就是在液相中直接检测晶体表面的质量变化。这样不但克服了上述缺点, 还使实时监测抗原抗体反应成为可能。 1991年Nomura通过电解质溶液施加交变电场, 使无极晶片在液相中振荡成功, 从而开辟了其在液相环境研究中的新领域, 实现了石英晶体微天平技术的重大突破, 并成为其发展方向的主流。
免疫传感器的应用
免疫传感器已广泛地用于医学临床诊断、环境监测和食品工业等领域, 获得了良好的可检测性。在国外，免疫传感器已被用于多种物质的测定, 如除草剂、苯酚、人尿中的刺激性药物、IgG、 IgM、V III 因子相关抗原、血清载脂蛋白、牛血蛋白(如牛血红蛋白、牛血清白蛋白)、人细胞 (如红细胞、粒细胞和T 淋巴胞)、病毒(如人类疱疹病毒和肝炎病毒)、血清H IV 特异性抗体和血管内皮生长因子等。
免疫传感器的发展趋势
(1)标记物的种类层出不穷,从酶和荧光发展成胶乳颗粒、胶体金、磁性颗粒和金属离子等; (2)向微型化、商品化方向发展, 廉价的一次性传感表面大有潜力可挖; (3)酶免疫传感器、压电免疫传感器和光学免疫传感器发展最为迅速, 尤其是光学免疫传感器品种繁多, 目前已有几种达到了商品化, 它们代表了免疫传感器向固态电子器件发展的趋势; (4)与计算机等联用, 向智能型、操作自动化方向发展; (5)应用范围日渐扩大, 已深入到环境监测、食品卫生等工业和临床诊断等领域, 以后者尤为突出; (6)继续提高其灵敏度、稳定性和再生性, 使其更简便、快速和准确。

电流型免疫传感器

该类传感器的原理主要有竞争法和夹心法2种。前者是用酶标抗原与样品中的抗原竞争结合氧电极上的抗体, 催化氧化还原反应, 产生电活性物质, 从而引起电流变化, 测量此变化值便可得出样品中抗原浓度。后者则是样品中的抗原与氧电极上的抗体结合后, 再加酶标抗体与样品中的抗原结合, 形成夹心结构, 从而催化氧化还原反应产生电流值变化。电流免疫传感器一般都靠标记, 且标记物都是酶类, 包括乳糖酶、碱性磷酸酶和辣根过氧化物酶等。近些年, 一些新的具有电化学活性的化合物(如对氨基酚及其衍生物、聚苯胺)和金属离子也在电流免疫传感器中被用作标记物。

电位免疫传感器
1975年Janata首次描述了用来监测免疫化学反应的电位测量式免疫传感器。这种免疫测试法的原理是先通过聚氯乙烯膜把抗体固定在金属电极上, 然后用相应的抗原与之特异性结合,抗体膜中的离子迁移率随之发生变化, 从而使电极上的膜电位也相应发生改变。膜电位的变化值与待测物浓度之间存在对数关系, 因此根据电位变化值进行换算, 即可求出待测物浓度。
热量检测免疫传感器
该类传感器的原理是: 将抗原或抗体固定在包埋了热敏换能器(热敏电阻) 的柱上, 样品中的抗体或抗原与之发生反应后引起酶促反应, 可产生20～100 kJ/mol的热量, 然后通过热敏电阻等元件检测出来。 1991 年,Urban用小型薄膜热敏电阻固定抗体来检测抗原, 制成了微型热量检测免疫传感器, 预示着有可能生产出大小适宜且简单的装置。
电导型免疫传感器
导电率测量法可大量用于化学系统中, 因为许多化学反应都产生或消耗多种离子体, 从而改变溶液的总导电率。通常是将一种酶固定在某种贵重金属电极上(如金、银、铜、镍、铬) ,在电场作用下测量待测物溶液中导电率的变化。 1992 Sandberg描述了一种以聚合物为基础的导电率测量式免疫传感器, 它与常规的酶联免疫吸附试验原理基本相同, 只是后者的结果是通过颜色来显示, 而它则是将结果转换成电信号。
蛋白A法（SPA法）
SPA法固定抗体的方法为定向固定，SPA 具有与抗体的Fc 片段结合的特性, 而抗原与抗体的结合点位于抗体的Fab 片段, 故SPA 与抗体结合后不影响抗体与抗原的结合, 且SPA 与金的亲和力很强,形成的膜较稳定． SPA 无毒无刺激性气味, 比起其它一些化学固定试剂更易让操作者接受。不过, 虽然SPA 被公认为是最好的一种固定方法, 但是它只能用来固定抗体, 而不能固定抗原。

1991年Ghindilis提出另一种电位免疫传感器，是用一种具有电催化活性的生物催化剂(如乳糖酶) 来标记抗胰岛素抗体, 与固定在电极上的胰岛素特异性结合,乳糖酶催化电极上氧的电还原反应, 从而使电极上电位增加, 其增加值与溶液中游离抗原(胰岛素) 浓度有比例关系。电位免疫传感器的问题是信噪比低,因为大多数生物分子上的电荷密度相对于背景干扰(如离子) 来说较低; 另外, 信号反应对pH 值和离子强度等条件有明显依赖性, 被测电位与离子活性有关。

由于待测样品的离子强度与缓冲液电容的变化会对这类传感器造成影响, 加之溶液的电阻是由全部离子移动决定的, 使得它们还存在非特异性问题,因此导电率测量式免疫传感器发展比较缓慢。
压电免疫传感器

压电免疫传感器是最常见的一种质量测量式免疫传感器, 它的原理是石英晶片在振荡电路中振荡时有个基础频率, 当样品中的抗原或抗体与包被在晶片上的抗体或抗原结合时, 由于负载的增加, 晶片的振荡频率会相应减少, 其减少值与吸附上去的质量有相关性。这种相关性可用 Sauerbrey 方程表示, 即△F = -KF2△M/A , 式中 △F为晶体吸附外来物质后振动频率的变化(Hz) , K 为常数, 等于2126×10-6。△M 为晶片的质量变化值(g) ,A 为有效压电面积(cm2) , F 为晶片的基础频率(Hz)
免疫分析之 ------ 免疫传感器
第11组
主要内容
免疫传感器原理
免疫传感器的分类
免疫传感器的制作
免疫传感器的应用
免疫传感器的发展趋势
免疫传感器原理

1990年 Henry 等提出了免疫传感器的概念。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。免疫传感器的工作原理和传统的免疫测试法相似, 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, 来检测样品中的抗体或抗原。由于免疫传感器技术具有分析灵敏度高、特异性强、使用简便及成本低等优点, 目前它的应用已涉及到临床医学与生物检测技术、食品工业、环境监测与等领域。