电化学免疫传感器中生物活性物质的固定方法研究进展

电化学免疫传感器由于具有高选择性、高灵敏度等特点,在医疗、环境检测和食品分析上应用越来越广泛.近年来,关于电化学免疫传感器的性能和检测方法的优化研究也越来越多.本文主要介绍了当前电化学免疫传感器研制中的核心技术即生物活性物质的固定方法的一些研究成果.     

基于微悬壁梁结构及抗体-微磁球技术的生化免疫传感器的设计与优化

针对能从大量待检测的生物分子群中,高分辨性及量化检测出某种特异性生物分子的新型免疫传感器的研制,采用有限元分析方法及完整的理论数学模型,设计仿真出这种基于悬壁梁结构及抗体微磁球技术的新型生化免疫传感器,同时实现传感器的可复用性.特别是,此种免疫传感器很容易通过微细加工技术进行批量生产.执行控制电路、读出电路及传感器利用CMOS技术集成在同一芯片上,实现片上集成微系统.针对U型悬壁梁的结构进行了优化设计,结合经典力学的悬壁梁静态应力分布及考虑1/f噪声、白噪声,推导出了U型悬壁梁结构所需的传感器灵敏度、最小感应力,建立了仿真数学模型.应用ANSYS、matlab、femlab等有限元分析软件,设计仿真出悬臂梁表面的微电磁场分布规律.从而得到实现抗体-微磁球技术所需的微电感线圈结构.     

基于胶体金标记银增强的日本血吸虫免疫传感器

 提出一种高灵敏的、基于银增强放大和免疫胶体金技术压电石英晶体免疫传感器。采用夹心法模式,在电极表面固定日本血吸虫抗原,用以捕获血清中的日本血吸虫兔抗血吸虫抗体,再与胶体金标记的羊抗兔IgG二抗形成免疫复合物,加入银增强溶液,通过胶体金催化银离子还原,使大量银沉积在纳米金周围,提高压电石英晶体免疫传感器的灵敏度。结果表明,基于胶体金标记银增强的日本血吸虫压电石英晶体免疫传感器,对兔抗血吸虫抗体具有较高的识别能力,其操作简单、灵敏度高、线性范围宽、检测下限低。将该方法应用于兔血清中日本血吸虫抗体的测定,取得了满意结果。     

石墨烯修饰离子液体电极制备癌胚抗原免疫传感器

以离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐为黏合剂制备了碳糊电极.利用石墨烯和金纳米修饰碳糊电极,通过金纳米的吸附能力将癌胚抗体修饰到电极表面制成免疫传感器,用于癌胚抗原的灵敏测定.利用循环伏安法对传感器进行了表征.结果表明,修饰电极显著地促进了电子在电极表面的传递速度,提高了方法的检测灵敏度.在优化条件下,峰电流变化值与癌胚抗原的浓度在0.5～5.0μg/L和5.0～120.0μg/L范围内呈良好的线性关系.信噪比等于3时,癌胚抗原的检出限为0.05μg/L.新方法被应用于人血清样品分析.     

2,4-二氯苯氧乙酸在线免疫传感器监测技术的应用研究

针对水中存在的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),采用在线免疫传感器进行监测,实验结果表明:2,4-D在线免疫传感器对2,4-D质量浓度的响应符合Logistic曲线方程,在10~200μg/L的范围内,在线免疫传感器的信号响应符合半对数线性方程.免疫芯片存在一定的记忆效应. 48组测定比对实验表明,在线免疫传感器的测定误差小于人工测定误差,2,4-D在线免疫传感器可用于西江水的监测,运行稳定,信号可靠,为实现水环境有毒有害有机物的在线监测预警提供了一种新的技术解决方案.     

HCG的生物电化学免疫分析

共价耦联HCG抗体的醋酸纤维素膜,当表面发生抗体与抗原复合的免疲化学反应后、膜的电荷密度向负值减小的方向移动,膜电位随抗原浓度的增大,向正方向移动。根据膜电位与抗原浓度之间的关系,可构成测定HCG的膜电位免疫传感器。利用夹心原理,在膜表面形成抗体-抗原-酶标抗体的夹心结构所组成的酶免疫传感器,具有很高的检测灵敏度,且与放射免疫测定显著相关。     

表面等离子体共振免疫传感的放大检测研究

表面等离子体共振免疫传感器是一类相对新型的免疫检测技术。将链霉亲和素-生物素系统用于表面等离子体共振免疫传感的信号放大,实时检测了人免疫球蛋白G(hIgG)的蛋白浓度。发生免疫反应的传感片和生物素化抗体反应后,传感片表面的一层生物素分子随后与链霉亲和素-生物素化抗体复合物中的链霉亲和素的活性位点发生亲和反应,从而使传感片表面特异健合的物质质量显著增加,大大提高了免疫检测的灵敏度和检测限。免疫反应经放大后,可检测0.005～10μg/mL浓度区间内的hIgG。     

共价固定乙肝表面抗体电容型免疫传感器研究

利用硫脲中的硫原子和金之间强的共价效应,以及氨基与醛基的键合作用,将乙肝表面抗体(HBsAb)牢牢的固定在金电极表面,同时通过十二硫醇封闭电极,从而制得高灵敏、高稳定电容型乙肝表面抗原(HBsAg)免疫传感器。通过交流阻抗技术考察了溶液pH值和离子强度对电极性能的影响。结果表明:该免疫传感器操作简便,易于再生,电容响应与乙肝表面抗原浓度在7.5~750 ng.mL-1范围内呈线性关系,检出限为1.9 ng/mL。     

基于蛋白A定向固定抗体的触珠蛋白压电免疫传感器的研究

用蛋白A-金电极法将触珠蛋白抗体固定在9MHz镀金石英晶体比表面,研制了一种简单、灵敏的压电免疫传感器,用于溶血性贫血与严重肝病标志物一触珠蛋白的高特异性检测．比较了传感器采用直接金电极吸附法、牛血清白蛋白吸附-戊二醛交联法和蛋白A法三种固定抗体的方法．研究了蛋白A的定向自组装、抗体的固定化浓度和免疫反应时间等主要因素对免疫传感检测灵敏度的影响,并考察了传感器响应与再生性能．测得该免疫传感器检测人血清中触珠蛋白的线性浓度范围为1．27-31．7mg／L．     

基于巯基自组装膜的乙肝电化学免疫传感器

研制了以乙肝表面抗原(HBsAg)为检测对象的电化学免疫传感器.在金电极表面自组装半胱胺,戊二醛进行醛基化,最后通过竞争组装在自组装膜上同时固定乙肝表面抗体和硫堇,在PBS底液中以硫堇和辣根过氧化物酶(HRP)的还原峰电流的下降[△/p(%)]对乙肝表面抗原进行定性和定量的检测.结果表明,传感器具有良好的选择性,丙肝阳性对照血清对其无干扰△/p随HBsAg的质量浓度(P)的增加而增大.HBsAg的质量浓度在0.85×10~(-2)～5.12×10~(-2)μg/mL时,线性方程为△/p=5.19+1.56×ρ,相关系数为0.981 5;HBsAg的质量浓度在0.32～1.28μg/mL时,线性方程为△/p=17.05+0.075×ρ,相关系数为0.990 6.并取临床血清进行检测,探索该传感器应用于临床检验的可行性.