第六章 免疫传感器

织液及外分泌液(如乳汁）。
功能：与特异抗原结合，发生免疫反应。
产生：效应B细胞合成、分泌。
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二、免疫传感器的类型
利用抗体对相应抗原的识别和结合的
双重功能，将抗体或抗原的固化膜与信号 转换器组合而成，用来测定抗原（或抗体） 的传感器称为免疫传感器。
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感受器单元中的抗体与被分析物的 亲和性结合具有高度的特异性，抗体与 抗原选择性结合产生的信号敏感地传送 给感受器，再经电子放大器进行放大处 理。 免疫传感器的性能优劣主要取决于 抗体与待测物结合的选择性和亲和力。
四、光纤免疫传感器
在光纤上固定相应的Ab，待检测的物
质即相应的Ag与Ab结合，形成AgAb复合
物时，可得到一个稳定的光信号，依据光 信号的大小与底物浓度的函数关系，得到 底物的浓度，一般情况下光信号大小与底 物浓度成正比。
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光纤传感器的分类：
按照换能器能量转换方式的不同，分为 化学发光型、光吸收型、荧光猝灭型、指示 剂型和生物发光型。
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（2）非标记法 抗体与抗原结 合后直接将免 疫反应的信息 转变成可测信 息直接转变成 可测信号。
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免疫传感器根据使用的信号转
换器可分为：
●
● ●
电化学免疫传感器
光纤免疫传感器
压电免疫传感器
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三、电化学免疫传感器 1.电位型免疫传感器 基于测量电位的变化进行免疫分析 的生物传感器。
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化氢酶使H2O2分解产生O2，随之传感器的电流值增大。
如何用这种方法测定HCG？
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夹心法：
在样品中的抗原与氧电极上的抗体结
合后，再加酶标抗体与结合在抗体上的抗
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。
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在溶液中加入足量过氧化氢，随 抗体附着在电极上的那部分辣根过氧化 物酶就会氧化过氧化氢，产生与其数量 成正比的阴极电流。
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（2）蛋白质、病毒的检测
蛋白质：牛血清白蛋白、人体转铁
蛋白 病毒：HIV
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免疫传感器的再生 免疫传感器若要重复使用，需用一
定试剂将抗原/抗体复合物解离或，还不
能损害固相抗原或抗体的活性。
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思考题：
请设计一种GOD标记抗体检测HCG的免 疫传感器。
原理:
将抗体结合在载体上，当样品中的抗原 选择性地与固定抗体结合时，膜内离子载体 性质发生改变而导致电极上电位的变化，由 此测得抗体浓度。
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●
测定人绒毛膜促性腺激素(HCG)
HCG由胎盘的滋养层细胞分泌的一种糖
蛋白，作为妊Biblioteka 的早期诊断标准。将电极固定上兔抗人HCG抗体，即制备 成HCG电极。 当待测溶液中滴入HCG抗原溶 液时，由于抗原与抗体结合，电位逐渐下降，
图 光纤化学发光免疫传感器原理
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五、压电晶体免疫传感器 压电晶体免疫传感器是最常见的一种质 量测量式免疫传感器。
2
f Kf m / A
2 0
0 0
f 02 m / A
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压电晶体免疫传感器原理
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(1)微生物的检测 白色念珠菌是第一个报道用压电微质 量法检测的微生物。 用硅烷化试剂处理晶体后，然后用戊 二醛交联特异性抗体。检测时，进入还有 白色念珠菌的样品溶液中，晶体质量增加， 频率下降。
根据下降的电位，可以计算出HCG的浓度。
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●测定甲胎蛋白（AFP）
甲胎蛋白是胚胎肝细胞产生的一种蛋 白质，为胎儿血清的正常组分，出生2周 左右消失。 成年人血清中测出AFP，可作为诊断 原发性肝癌的特异性指标。
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Ag-AgCl电极上固定甲胎蛋白抗体， 溶液中有若有AFP，即形成抗原抗体复合 物，造成电极电位下降，从而测出AFP的 含量。
● 非特异性免疫 ● 特异性免疫
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● 非特异性免疫（先天性免疫）
人类通过遗传（即在长期自然进化中逐渐 建立起来）而来的天然防御功能。 特点：人人都有、生来就有 作用：对多种病原体都有一定的防御功能 （即无特异性）
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● 特异性免疫（获得性免疫）
人类在出生后生活过程中受到病原体作用， 通过与病原体的斗争而获得的一种免疫力。 特点：不是人人都有，只是与该病原体斗 争的人才能获得。 作用：对某一特定病原体或异物起作用。
第六章 免疫传感器
Immunosensor
偶联抗原/抗体分子的生物敏感膜与信 号转换器组成的，基于抗原抗体特异性免疫 反应的一种生物传感器。
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一、免疫
1. 什么叫免疫 免疫是机体的一种特殊保护性生理功能。 人体依靠这种功能识别 “自己” 、排除 “非 己” 成分，以维持内环境的平衡和稳定。 2. 免疫的类型
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H 2O2
以过氧化氢酶作为酶标记为例说明工作原理：
① 在测定溶液中加入标记的过氧化氢酶抗原，然后
将抗体膜免疫传感器插入上述溶液中。未标记抗原（被 测物）和标记抗原对膜上的抗体发生竞争结合；
H 2O2
② 洗去未反应的抗原； ③ 将传感器插入测定酶活性的溶液中，这时传感器 的电流值是由测定液中氧的量决定的； 向溶液中加入一定量的H2O2，结合在膜上的过氧
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2.电流型免疫传感器
将酶底物浓度的变化或其催化产物浓度
的变化转变成电流信号。
结构最简单的是以Clark氧电极为基础 建立起来的酶免疫传感器。 主要有竞争法和夹心法.
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竞争法： 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 生电活性物质而引起电流变化，从而测得 样品中的抗原浓度。
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二、抗原和抗体
1. 抗原
可使机体产生特异性免疫反应的物质。
特点： ● 异物性
● ●
大分子性 特异性
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具有两种性能： 刺激机体产生免疫应答反应； ● 与相应免疫反应产物发生特异性的结合 反应。
●
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2. 抗体 是机体受抗原刺激后产生的，并能与该抗 原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
分布：主要分布在血清中，也有分布于组
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黄曲霉毒素的检测
1级致癌物，是一种剧毒 物质，毒性是氰化钾的10
●
倍，是砒霜的68倍。
● 对肝脏有破坏作用。
2011年“蒙牛事件”
黄曲霉毒素
三聚氰胺的检测
又称蛋白精，是一种化 工原料。
●
2008年“三鹿事件”
三聚氰胺
青霉素的检测
食品中常见的致病菌还有金黄色葡萄球 菌、沙门氏菌、致病性链球菌、志贺菌等。
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免疫传感器根据抗体是否进行标记分为：
● ●
非标记免疫传感器
标记免疫传感器
根据信息转换过程分为：
● ●
直接型免疫传感器
间接型免疫传感器
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（1）标记法
采用酶、荧光物质等进行标记，抗原 抗体反应通过电化学、光学等手段进行检 测，同时对浓度信息加以化学放大（如酶 标记），从而实现高灵敏检测目标物。
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