免疫传感器

免疫传感器1990年，提出了免疫传感器的概念。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、环境监测与处理等广泛领域。免疫传感器的概念•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称作免疫传感器。德国发现植物具特殊免疫传感器•德国马普植物培植研究所的专家日前发现，自然界中的植物具有特殊的免疫传感器，可以针对不同细菌、病毒和霉菌的入侵，启动自身相应的免疫系统。文献资料数据量工作原理：利用抗原(抗体)对抗体(抗原)的识别功能来检测样品中的抗体或抗原而研制成的生物传感器。检测示意图流程图免疫传感器非标记免疫传感器标记免疫传感器•非标记免疫传感器是将抗体或抗原固相化在电极上，当其与溶液中的待测特异抗原或抗体结合后，引起电极表面膜和溶液交界面电荷密度的改变，产生膜电位的变化，变化程度与溶液中待测抗原或抗体的浓度成比例。•标记免疫传感器则是将特异抗原或抗体用酶等标记后，在反应溶液中其可与待测抗原或抗体竞争与电极上抗体或抗原结合，取出电极洗涤去除游离抗原或抗体后，再浸入含酶的底物的溶液中测定。免疫传感器的种类一、电化学免疫传感器二、质量检测免疫传感器三、热量检测免疫传感器四、光学免疫传感器（一）电化学免疫传感器•电化学免疫传感器是将抗体或抗原和电极组合而成的检测装置。•常用于临床的肿瘤标志物电化学免疫传感器可分为：电位型电流型电导型电容型根据电信号的不同（二）质量检测免疫传感器压电免疫传感器（压电晶体微天平）声波免疫传感器名称原理应用压电免疫传感器（压电晶体微天平）在晶体的表面包被一种抗体或抗原，样品中若有相应的抗体或抗原，则与之发生特异性结合，从而增加了晶体的质量改变了振荡的频率，振荡的变化与待测抗体或抗原的浓度成正比。气相中的检测构造流程图名称原理应用声波免疫传感器当交流电压通过交叉的金属电极(IDT)时，产生声波，信号被位于几毫米远的第二IDT检测出来，样品中的抗原或抗体与IDT上相应的抗体或抗原结合后，就会减慢声波的速度，速度变化与待测物中抗原或抗体的浓度成正比检测人ＩgＧ、食品中存在的抗原和人血清蛋白（三）热量检测免疫传感器•原理：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，可产生热量，然后通过热敏电阻等元件检测出来（四）光学免疫传感器•使用光敏元件作为信息转换器,利用光学原理工作的光学免疫传感器。•生物识别分子被固化在传感器上,通过与光学器件的光的相互作用,产生变化的光学信号,通过检测变化的光学信号来检测免疫反应。原理•由两种不同折射率(RI)的介质组成：低RI介质表面固定了抗原或抗体，也是加样品的地方;高RI介质通常为玻璃棱,在前者下方。当入射光束穿过高RI介质射向两介质界面时，便会折射进入低RI介质。但一旦入射光角度超过一定角度(临界角度)时，光线两介质面处便会全部向内反射回来，同时在低RI介质表面产生一高频电磁场，称消失波或损失波。该波沿垂直于两介质界面的方向行进一段很短的距离，其场强以指数形式衰减。样品中的抗体或抗原若能与低RI介质表面的固定抗体或抗原相结合，则会与消失波相作用，使反射光的强度或极化光相位发生变化，变化值与样品中抗体或抗原的浓度成正比。分类•夹层光纤传感器•位移光纤传感器•光栅生物传感器•表面等离子体共振(SPR)传感器应用•检测食品中的毒素和细菌•检测DNA•检测残留的农药•毒品和滥用药物的检测优势：免疫传感器的优势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。免疫传感器具有能将输出结果数字化的精密换能器，不但能达到定量检测的效果，而且由于传感与换能同步进行，能实时监测到传感器表面的抗原抗体反应。因此，它可促使免疫诊断方法向定量化、操作自动化方向发展。•提高了灵敏度,降低了检测下限；•减少分析时间；•简化分析过程；•设备小型化；•测量过程自动化缺点•制作较为复杂•一个电极用于样本的测定次数有限，费用较高•有关免疫传感测定技术的研究颇多，但基本上都是停留在文献报道上，临床实际应用几乎没有总结•免疫传感器的发展可促使免疫诊断方法向定量化、操作自动化方向发展，是生物传感器中最为成熟、应用最广泛的一种,所以相信免疫传感器会更加灵敏、操作更加简便的理想分析工具。