第21卷第6期长春大学学报Vol．21No．6 2011年6月JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITY June2011
免疫传感器研究进展
艾民1，张文艳2
（1.长春大学特殊教育学院，长春130022； 2.吉林省妇幼保健院，长春130061）
摘要：免疫传感器是将高灵敏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，具有快速、灵敏、选择性高、操作简便等特点，已广泛地应用在临床各个领域。随着传感器的发展，出现了压电免疫传感器、脂质体免疫传感器、表面等离子体共振免疫传感器、光导纤维免疫传感器等新型免疫传感器。近年来，纳米技术逐步进入电化学免疫传感器领域，并引发突破性的进展。纳米材料因其具有独特的性质，被广泛应用于研制和发展具有超高灵敏度、超高选择性的免疫传感器。本文就新型免疫传感器及其临床应用做一综述。
关键词：免疫传感器；临床；生物传感器
中图分类号：TP212.2文献标志码：A文章编号：1009－3907（2011）06－0083－03
1压电免疫传感器
自从1972年，Shons等［1］首次在石英晶体表面涂覆一层塑料薄膜以吸附蛋白质，成功制备了用于测定牛血清白蛋白抗体的压电晶体免疫传感器，从而使压电现象用于免疫测试的想法成为现实。压电免疫传感器作为一种新型生物免疫检测系统，因其具有高特异性、高灵敏度、响应快、小型简便等特点，，得到了飞速的发展，人们已经用它对多种抗原或抗体进行快速的定量测定及反应动力学进行研究。
Shen等［2］研制了直接检测癌胚（CEA）的压电免疫传感器，为提高传感器的灵敏度，将蛋白A用定向固定化方法与免疫反应催化剂聚乙烯二醇（PEG）结合来放大传感器频率信号。CEA的检测线性范围为66．7 466．7nmol/I。Zeng等［3］研制出用于急性白血病临床免疫分型的压电免疫阵列，白血病单克隆抗体通过纳米金，蛋白A固定在晶体表面，传感器能在5min内检测出白血病样品，并能动态地监测免疫反应过程，与荧光免疫分析方法比较，两者无显著差异。
Minunni等［4］将人免疫缺陷病毒（HIV）某抗原表位的人工合成肽固定于石英晶体电极表面，检测体液标本中的HIV抗体。
Yao C等［5］研制了一种新型的压电石英微阵列免疫传感器，可用于乙肝病毒的测定。这种微阵列传感器的检测速率快，能在50分钟内完成检测，而且抗干扰能力强，临床特异性达到94．44，对乙肝病毒的检测极限为8．6pg/L。
Thomas W等［6］研制了压电免疫传感器用于流感病毒的直接检测，检测线为4virus particles/mL。Y Ding等［7］发展了检测甲胎蛋白的新型压电免疫传感器，检测限15．3－600．0ng/ml。笔者应用循环伏安研究了水相中琉基苯并咪哇的电化学氨化过程，并应用电化学石英晶体微天平监测了此氧化成膜的过程。
2脂质体免疫传感器
脂质体免疫传感器（LIS）是将脂质体应用于免疫传感器而建立起来的一类新型生物传感器。不仅保持了传统免疫传感器高度的专一性和高效性的优点，并且极大地增强了响应信号。当抗原（或抗体）与脂质体结合后，传感器只对抗原与抗体的特异性吸附进行检测，避免了非特异性吸附的干扰，从而提高了脂质体传感器的灵敏度。脂质体免疫传感器为临床诊断学提供了一种新型的、快速的、高效的分析技术，具有十分广阔的应用前景。
将脂质体应用于免疫传感器，利用其包埋的大量信号物质放大免疫响应信号，可以极大提高传感器的灵敏度并使免疫传感器免受非特异性连接干扰。目前已开发出各类新型的脂质体免疫传感器，如脂质体电化
收稿日期：2010-03-14
作者简介：艾民（1968-），女，吉林长春人，副教授，硕士，主要从事临床教学与研究。
48长春大学学报第21卷
学免疫传感器、脂质体荧光免疫传感16－17器、脂质体石英晶体微天平免疫传感器等。Viswanathan等［9］利用Nation和MWCNTs修饰电极，有效改善了电极的导电性，增强了传感器的灵敏度．Ho等［10］发展了一种脂质体免疫传感器，用于胰岛素测定。检测线性范围10pM－10nM，总的分析时间不到30分钟。随后他们又研究了基于脂质体和PEDOT功能化的碳纳米管共修饰的霍乱毒素免疫传感器，首次将包覆PEDOT的多壁碳纳米管（MWCNTs）作为固定抗霍乱毒素抗体的载体基质用于构建霍乱毒素电位型免疫传感器。
3表面等离子体共振免疫传感器
自从1982年Nylander等首次将SPR技术用于免疫传感器领域以来，由于具有灵敏度高、免标记及检测快速、可以实时监测反应物分子之间的相互作用等特点，表面等离子体免疫传感器得到了深入研究和广泛的应用。
Lee等研究了超灵敏的等离子体免疫传感器检测β淀粉样肽（1－40），用于阿尔茨海默病的诊断，检出限达1fg/ml。
Siriwan等比较了表面等离子体共振免疫传感器和电容免疫传感器测定人血清样本CA125，SPR检测限是0．1U/ml，电容免疫传感器检测限为0．05U/ml。结果表明，两个系统检测结果具有高度的一致性。
Dudak等综述了表明等离子体共振生物传感器在细菌检测中的应用。
Park等发展了自组装表面等离子体生物传感器检测SARS病毒。
近年来，SPR型免疫传感器的研究方向逐渐由单一的抗原抗体检测分析深入到了对生物分子的结合动力学、生物分子的结构和功能的关系以及抗原决定簇（表位）库的研究和应用中，并且向小型化、自动化、多样化、与相关技术联用等方向发展，用于遗传分析，也将会使SPR进入一个崭新的领域。
4基于纳米材料的免疫传感器
纳米材料由于具有比表面积大，表面活性位点多，以及优良的光电特性和较强的生物亲和性，可加快响应界面电子传导或催化电极表面化学反应，作为载体吸附和支撑免疫分子，有效改善传感器各方面性能。因此，被大量应用于免疫传感器研究。
新型纳米材料的合成为发展新型电化学免疫传感器提供了新的途径。纳米材料，尤其是新型的纳米生物材料和纳米复合材料由于其特殊的结构层次，具有较强的吸附能力、良好的定向能力和生物兼容性，为生物传感器的研究和应用开辟了一个广阔的天地。
Du等用纳米金和碳糊成功构建了能在2－30U/mL范围内对血清中CA19－9含量进行测定的电流型免疫传感器。Xu等结合微电子和自组装技术制备了甲胎蛋白免疫传感器。该电极具有高的选择性和再生性，对微型免疫传感器的发展具有一定的意义。
Yang等将甲胎蛋白固定在金纳米线/ZnO纳米柱的复合膜上，充分利用金纳米线的直接电传导能力和ZnO纳米柱良好生物相容性，发展了基于金纳米线与ZnO纳米柱共修饰的电流型甲胎蛋白免疫传感器。
朱俊杰等将CdSe纳米晶体（NCs）与壳聚糖包覆的碳纳米管制备得到的纳米复合物（CdSeNCs/CNT-CHIT composite）修饰在金电极表面，形成具有高电化学发光强度和良好生物相容性的稳定复合物界面；采用APS（3-aminopropyl-triethoxysilane）作为交联剂与复合物界面共价结合，再通过GLD（utaricdialdehyde）固定抗体，得到灵敏度高、稳定性好、检测速度快，线性范围宽（0．02ng/mL 200ng/mL）的HIgG电化学发光免疫传感器。
Singh等在导电聚TTCA膜表面电沉积纳米金颗粒，通过共价键合固载单克隆（OPG）抗体，构建了检测线性范围为2．5pg/mL－25pg/mL，检测下限2pg/mL的OPG免疫传感器。Dianping Tang等基于金纳米线，研制了检测肿瘤相关抗原CA125的压电免疫传感器。
Liang等通过修饰高导电能力的功能化纳米金于玻碳电极表面，形成比表面大、吸附性能强且高导电能力的功能化纳米金层，并进一步吸附甲胎蛋白抗体，将其固定到电极表面，从而制得甲胎蛋白抗原免疫传感器。结果表明，该免疫传感器的线性范围为1．25－200．0ng/mL，线性相关系数为0．9983，检出限为0．23ng/mL。
Panini N V等用多壁碳纳米管修饰玻碳电极，研究出免疫传感微流控集成系统，用于在人血清样本中，
快速、灵敏、定量检测前列腺特异性抗原（PSA ）。鼠单克隆抗体（5G6）被固定于旋转圆盘上，前列腺特异性抗原与鼠单克隆抗体和辣根过氧化物酶标记的二抗反应，过氧化氢作为催化剂，电化学检测在1分钟内完成，整个检测过程30分钟。
笔者对01，10-菲咯林－5，6-二酮（PD ）和六氟磷酸三（1，10-菲咯林－5，6-二酮）含铁（II ）（FePD ）进行了
改进合成，用溶液—凝胶技术制备了FePD /碳陶瓷杂化材料电极。FePD /碳陶瓷杂化材料电极对碘酸盐的电化学还原较高的催化活性，故被用作食盐中碘酸盐测定的电化学传感器。
5结论与展望
综上所述，随着抗体制备技术的进步、光导技术和信号放大技术的改进、免疫传感器与微流控或分离等
技术联用，
以及纳米材料在免疫传感器中的应用，为各种新型免疫传感器的研究开辟了广阔的探索空间，免疫传感器正朝着集成化、智能化和商品化的发展，同时也向微型化、阵列化方向发展。多通道实时检测是未来免疫传感器的发展方向。
总之，随着免疫传感器技术的不断成熟和完善，各种新型免疫传感器的不断涌现，免疫传感器将会成为医学诊断领域广泛使用的新型检测手段。
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责任编辑：钟声
The research progress of immunosensors
AI Min 1，ZHANG Wen-yan 2
（1.Special Education College ，Changchun University ，Changchun 130022，China ；
2.Maternity and Child Healthcare Service Center of Jilin Province ，Changchun 130061，China ）
Abstract ：Immunosensors ，with the features of rapid ，sensitive ，high selectivity and simple operation ，combining highly sensitive sen-sor technology with specific immune response ，are biological sensors used to monitor the antigen-antibody reaction and are widely used in clinical areas．With the development of sensors ，there have been new types of immunosensors such as piezoelectric immunosensors ，liposome immunosensors ，surface plasmon resonance immunosensors and optical fiber immunosensors．In recent years ，nano-technology gradually enters the field of electrochemical immunosensors and gets a disruptive progress．Because of the unique properties of nano-materials ，they are widely applied to research and develop immunosensors with high sensitivity and high selectivity．This paper reviews a new type of immuneosensor and its clinical applications．
Keywords ：immunosensor ；clinical ；biosensor 58第6期艾民，等：免疫传感器研究进展
生物传感器的研究现状及应用 生物传感器？这个熟悉但又概念模糊的名词最近不断出现在媒体报道上，生物传感器相关的研究项目陆续获得巨额的研究资助，显示出越来越受重视的前景。要掌握生命科学研究的前研信息，争取好的研究课题和资金，你怎能不了解生物传感器？ 让我们来看看生物通最近的一些报道： 英国纽卡斯尔大学科学家研发了可用于检测肿瘤蛋白以及耐药性MASA细菌的微型生物传感器。该系统利用一个回旋装置来检测，类似导航系统和气袋的原理。振荡晶片的大小类似于一颗尘埃尺寸，有望可使医生诊断和监测常见类型的肿瘤，获得最佳治疗方案。该装置可以鉴定肿瘤标志物－蛋白以及其它肿瘤细胞产生的丰度不同的生物分子。该小组下一步目标是把检测系统做成一个手持式系统，更加快速方便地检测组织样品。欧共体已经拨款1200万欧元资金给该小组，以使该技术进一步完善。 苏格兰IntermediaryTechnologyInstitutes计划投资1亿2千万英镑发展“生物传感器平台（BiosensorPlatform）”——一种治疗诊断技术。作为将诊断和治疗疾病结合在一起的新兴疗法，能够在诊断的同时，提出适合不同病人的治疗方案，可以降低疾病诊断和医学临床的费用与复杂性，同时具备提供疾病发展和药品疗效成果的能力。目前该技术已被使用在某些乳癌的治疗上，只需在事前做些特殊的测试，即可根据结果决定适合的疗程。这个技术更被医学界视为未来疾病疗程的主流。 来自加州大学洛杉矶分校的研究者使用GeneFluidics开发的新型生物传感器来鉴定引起感染的特定革兰氏阴性菌，该结果表明利用微型电化学传感器芯片已经可以用于人临床样本的细菌检查。GeneFluidics'16-sensor上的芯片包被了UCLA设计的特异的遗传探针。临床样本直接加到芯片上，然后其电化学信号被多通道阅读器获取。根据传感器上信号的变化来判断尿路感染的细菌种类。从样品收集到结果仅需45分钟。比传统方法（需要2天时间）
第一章 免疫学发展简史及其展望 第一节 免疫学简介 本节为浅近简介免疫学的最基本内含，免疫系统的功能及其功能产生过程的特点，这些内容将在以后的各章中会逐步介绍。 一、免疫系统的基本功能 机体是多种器官系统组成，各自执行专职功能，如呼吸系统主要执行气体交换，呼出CO2，吸入O2，供新陈代谢需要；免疫系统则执行免疫功能，保卫机体免受生物体的侵害。为使医学生在学习免疫学课程之始，即对免疫学有初步印象，本章将简介免疫学基本概念，并从免疫学发展过程理解这些概念的形成，开拓、发展及取得的成就，从而成为一门生命科学前沿的一门医学免疫学科。 免疫（immunity）即通常所指免除疫病（传染病）及抵抗多种疾病的发生。这种通俗认识在科学上的含意则包括：免疫由机体内的免疫系统执行，免疫系统具有：（1）免疫防御功能：防止外界病原体的入侵及清除已入侵的病原体及有害的生物性分子；（2）免疫监视功能（immunological surveillance），监督机体内环境出现的突变细胞及早期肿瘤，并予以清除；（3）免疫耐受：免疫系统对自身组织细胞表达的抗原（解释见后）不产生免疫应答，不导致自身免疫病，反之，对外来病原体及有害生物分子表达的抗原，则产生免疫应答，予以清除，从这层功能上说，免疫系统具有“区分自我及非我”功能；（4）调节功能：免疫系统参与机体整体功能的调节，与神经系统及内分泌系统连接，构成神经-内分泌-免疫网络调节系统，不仅调节机体的整体功能，亦调节免疫系统本身的功能。 二、免疫应答的特点 免疫系统是由免疫器官（胸腺、骨髓、脾、淋巴结等）、免疫组织（黏膜相关淋巴组织）、免疫细胞（吞噬细胞、自然杀伤细胞、T及B淋巴细胞）及免疫分子（细胞表面分子、抗体细胞因子、补体等等）组成。体内的免疫细胞通常处于静止状态，细胞必须被活化，经免疫应答过程，产生免疫效应细胞，释放免疫效应分子，才能执行免疫功能。免疫细胞分为两类：（1）固有免疫应答细胞，如单核-巨噬细胞，自然杀伤细胞，多形核中性粒细胞等等，这类细胞经其表面表达的受体，能识别一种分子，这种分子表达于多种病原体表面，如单核-巨噬细胞表面的Toll样受体（Toll-like receptor 4, TLR4）能识别脂多糖（LPS），它表达于多种Gram-肠道杆菌表面，经受体-配基作用，固有免疫细胞被活化，迅速执行免疫效应，吞噬杀伤病原体，并释放细胞因子，如干扰素（IFN），抑制病毒复制，这类细胞在病原体入侵早期，即发挥免疫防御作用，称固有免疫（innate immunity）。固有免疫应答不经历克隆扩增，不产生免疫记忆。（2）适应性免疫应答细胞：即淋巴细胞，包括T细胞及B细胞，这类细胞是克隆分布的，每一克隆的细胞，表达一种识别抗原受体，特异识别天然大分子中的具有特殊结构的小分子（如蛋白中的多肽、糖中的寡糖、类脂中的脂酸、核酸中的核苷酸片段）。这些能被T或B细胞受体特异识别的小分子，我们称之为抗原（antigen, Ag）。T 细胞识别的主要是蛋白中的多肽，但T细胞不能直接识别游离的多肽，它们必须与主要组织相容性复合体（MHC）编码分子组成抗原肽-MHC分子复合物，表达于抗原提呈细胞表面，才能与T细胞受体结合，使相应克隆的T细胞开始活化。但要使T细胞充分活化，尚须抗原提
理论免疫学研究进展 （辽宁中医药大学基础医学院, 辽宁沈阳，110032） 【摘要】理论免疫学用数学的方法来研究和解决免疫学问题，以及对免疫学相关的数学方法进行理论研究的一门科学。随着高通量方法和基因组数据的出现，理论免疫学从受体交联和免疫原理、jerne的相互作用网络和自我选择等经典建模方法开始向信息学、空间扩展模型、免疫遗传学和免疫信息学、进化免疫学、分子生物信息学和表遗传学、高通量研究方法和免疫组学等方面转变。 【关键词】免疫学, 理论；数学模型；生物数学 advances of theoretical immunology jin yan （basic medical college, liaoning universtity of traditional chinese medicine, liaoning shenyang, 110032,）【abstracts】theoretical immunology is to develop mathematical methods that help to investigate the immunological problems, and to study the mathematical theory on immunology. with the advent of high-throughput methods and genomic data, immunological modeling of theoretical immunology shifted from receptor cross linking, jerne interaction networks and self-non self selection, toward the informatics, spatially extended models, immunogenetics and immunoinformatics, evolutionary immunology, innate immunity
范文 2020年免疫学指标应用研究进展 1/ 6
免疫学指标应用研究进展【提要】类风湿性关节炎(ＲA)是以关节滑膜炎为特征，以慢性多发性关节炎为主要临床表现的一种自身免疫性疾病。 其新的实验室血清免疫学指标有蛋白类如血清淀粉样蛋白A(SAA)、正五聚蛋白 3(PTX3)、葡萄糖-6 磷酸异构酶(G6PI)、脑信号蛋白 7A(Sema7A)、免疫球蛋白 G4(IgG4)和各种细胞因子类如白细胞介素(IL)-20、IL-21、IL-33、 IL-34、IL-35 等。 这些指标可能与ＲA 的发生发展相关，同时也可为治疗及评估预后提供新思路。 风湿性关节炎(rheumatoidarthritis，ＲA)为一种病因未明的慢性、以炎性滑膜炎为特征的系统性疾病。 ＲA 疾病的活动期一般有血小板、血沉、C-反应蛋白(C-reactiveprotein，CＲP)、补体水平升高，类风湿因子(rheumatoidfactor，ＲF)、抗瓜氨酸化蛋白抗体(anticitrullinatedproteinantibodies，ACPA)及抗核抗体阳性等表现。 最新的 2010 年ＲA 分类标准和评分系统纳入了新的炎症标志物指标，提高了诊断的敏感性，为早期诊断和治疗提供了重要依据［1］。 同时，除了经典的免疫学检查外，随着ＲA 免疫机制研究的深入，有更多的免疫学指标被发现及应用，本文对ＲA 的主要免疫学指标及其新进展进行综述。 1 蛋白类
1．1 血清淀粉样蛋白 A 血清淀粉样蛋白 A(serumamyloidA，SAA)是一种急性时相蛋白，由肝脏产生，主要通过与血浆中的 HDL 结合发挥其生物活性。 既往许多研究表明 SAA 在多种自身免疫性疾病中表达升高，尤其当系统性红斑狼疮(systemiclupuserythematosus，SLE)、关节炎患者和正常人相比时，SSA 在ＲA 患者中表达水平更高，并且与疾病活动度、CＲP、血沉呈正相关［2］。 研究表明，SSA 在ＲA 中的作用机制可能是通过 P38 有丝分裂蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase，MAPK)信号通路来影响B 类Ⅰ型清道夫受体的表达，从而促进血管的生成［3］。 还有研究显示，SAA 比 CＲP 更能反映ＲA 的疾病活动度［4］。 提示 SAA 可能是与ＲA 疾病活动度相关性更高的生物学指标。 1．2 正五聚蛋白 3 正五聚蛋白 3(pentraxin3， PTX3)在 1992 年被发现，它含 381 个氨基酸，属于正五聚蛋白超家庭。 PTX3 为一种急性期反应蛋白，主要由肝细胞以外的多种细胞产生，正常情况下以备用形式储存在中性粒细胞的特殊颗粒中，当出现组织损伤及微生物感染等炎性反应时才释放出来，发挥其组织修复及重构作用［5－6］。 因其与心血管疾病有密切关系而备受关注，但最近研究发现，其在自身免疫性疾病，如ＲA、系统性硬化症、小血管的血管炎等疾病中呈高表达［7］。 3/ 6
贝类免疫学研究进展 摘要：综述了贝类免疫在细胞学和分子生物学研究方面取得的新进展，阐述了贝类血细胞中与免疫有关的结构和功能血细胞的培养和凋亡。贝类动物细胞免疫主要通过细胞的吞噬作用完成。溶酶体酶、凝集素、抗茼肽等体波免疫因子以杀茵、促进吞噬等方式参与贝类的免疫防御，阿片样活性肽、细胞因子、细胞激酶等是贝类免疫通信中的化学递质。化学递质通过介导免疫信号传导参与贝类的免疫防御，也是近年贝类的免疫研究的新热点。贝类生活环境中的各种因子能显著改变贝类的免疫机能，贝类对生态因子的敏感性使贝类的生态学研究成为人类等高等动物的生态免疫学研究模式。 关键字：细胞免疫；体液免疫；化学递质；分子生物学 全面阐释贝类的免疫机制和免疫生态学机制，对于贝类自身抗病能力的提高和高等动物的免疫生态学研究都有重要的理论意义和实际意义。贝类的免疫反应系统包括细胞免疫和体液免疫，两者密切相关，在抵御异物侵袭方面相辅相成，贝类通过免疫应答，提高机体的抵抗力。贝类的免疫学研究已有百余年的历史，目前，贝类免疫学研究已经从贝类血细胞结构和功能的研究，体液免疫因子的发现和分离，进入到探索化学递质介导的免疫信号传导和各种免疫因子相互作用的阶段。本文就多年以来国内外对贝类血细胞的分类，血细胞中与免疫有关的细胞结构，血细胞的培养和凋亡，免疫因子及其在抵御病原生物入侵时所起的作用，与贝类免疫相关的基因研究，贝类免疫的细胞和分子生物学机制及免疫调节机理等方面取得的进展做一综述。 l.贝类的细胞免疫 1.1血细胞的分类 对于贝类血细胞的分类，多数学者根据大小和胞内颗粒，将贝类血细胞分为有颗粒细胞和无颗粒细胞，而许多贝类还存在其他的一些亚型。分类方法多采用电镜观察结合一些细胞染色技术以及借助流式细胞仪将大小和粒度存在差异的贝类血细胞区分[1]，张朝霞[2]，提出细胞核质比和免疫功能特点是贝类血细胞分类的重要依据，结合血细胞的形态结构可以将杂色鲍血细胞分成两大类（颗粒细胞和无颗粒细胞），而无颗粒细胞又可以进一步细分成透明细胞和类淋巴细胞，两者在核质比和细胞免疫功能上明显不同。 1.2血细胞的功能 贝类血细胞参与了机体损伤的修复、贝壳的重建、吞噬异物颗粒和消除有毒物质等过程，是贝类免疫的主要承担者。异物入侵贝类机体直至异物被吞噬和消化的整个过程，需要血细胞内和血淋巴中很多物质的参与，一些学者指出该过程受到温度、盐度和污染物等环境胁迫因素的影响。张朝霞[2]等首次研究了对杂色鲍流行病病原弧菌具有良好抑菌效果的。种抗生素对杂色鲍血细胞的吞噬、趋化和溶酶体膜完整性等免疫功能的影响，发现种抗生素对鲍血细胞的免疫功能均有不同程度的破坏，且促进血细胞吞噬活性的作用并非随抗生素的浓度上升而提高，以此说明贝类养殖中滥用抗生素和盲目加大投放浓度的严重后果，并发现链霉素用于治疗鲍弧菌病，不但可以显著地提高杂色鲍血细胞对病原弧菌的吞噬活性，对鲍血细胞的趋化和产生活性氧等免疫功能的破坏程度也低。 2体液免疫 在贝类的免疫系统中，除了细胞免疫方式外，血淋巴中的溶酶体酶、凝集素、非特异性抗菌肽等体液因子也发挥重要的防御作用。细胞免疫和体液免疫协同作用，共同抵抗外来物质的入侵。 2．1溶酶体酶 溶酶体酶主要有酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、p葡萄糖甘酸酶、脂肪酶、氨肽酶、溶菌酶等，
DOI ：10．3724/SP．J．1096．2013．20747基于石墨烯的光学生物传感器的研究进展 高原 1李艳2苏星光*2（电子科学与工程学院集成光电子国家重点实验室1，吉林大学化学学院2，长春130012）摘要近年来，随着石墨烯研究热潮的兴起，将石墨烯用于生物及化学检测的工作也日益增多。本文着重介绍了基于石墨烯及氧化石墨烯（GO ）的光学生物传感器，特别是基于石墨烯的荧光共振能量转移（FRET ） 传感器以及比色法传感器的设计思想和传感特性。 关键词石墨烯；氧化石墨烯；生物传感器；荧光共振能量转移；评述 2012-07-17收稿；2012-09-30接受 本文系国家自然科学基金（Nos．2127506， 21075050）资助项目*E-mail ：suxg@jlu．edu．cn 1引言 石墨烯是一种由纯碳原子的六元环平面结构构成的二维材料 ［1］，是零维的富勒烯、一维的碳纳米管（CNTs ）以及三维石墨结构的构筑基元［2］。它具有非常大的理论比表面积、很高的杨氏模量［3］、超高的光学透过率、优良的导热性［4］和导电性，并能够通过电子转移实现荧光猝灭。目前，人们已将基于石 墨烯的材料广泛应用于诸多领域，如吸附剂 ［5］、催化剂［6］、药物载体［7］等。石墨烯具有的奇特性质，使 得其能够满足高灵敏性传感器设计的需求，并已用于构建光学［8］、电化学［9］及场效应传感器［10，11］、细胞标记［12］及实时监测［13］等。本文介绍了基于石墨烯材料的光学生物传感器的研究进展，重点评述了基于石墨烯基的荧光共振能量转移（FRET ）以及比色法传感器。 2基于石墨烯的荧光共振能量转移传感器 荧光共振能量转移（FRET ）是能量由供体荧光团经无辐射途径转移给受体荧光团，并引起供体荧 光猝灭和受体荧光增强的光学现象， 是测量活体及体外纳米尺度距离及变化的有效手段。近年来，人们致力于开发基于石墨烯材料的FRET 传感器， 将其用于生物及化学检测。FRET 传感器主要由3部分构成：供体、受体（猝灭剂）及供受体之间的桥联媒介。在基于石墨烯的FRET 传感器中，石墨烯及其衍生物既可以作为供体，又可作为受体。一方面，石墨烯由于其结构特点，能够同时猝灭发射波长或结构不同的多种荧光团的荧光，是一种通用的猝灭剂；另一方面，石墨烯及其衍生物经过一定的化学处理，可以产生荧光信号，可作为荧光供体。基于石墨烯的FRET 生物传感器依托于一些生物分子构建的桥联基， 用于调节供体荧光团和受体之间的距离，从而引起荧光的变化。其中，DNA 、蛋白质、多肽等生物分子均 可以作为桥联基。 2．1以石墨烯作为猝灭剂 在报道的基于石墨烯材料的FRET 传感器中，以石墨烯材料作为猝灭剂的居多。氧化石墨烯（GO ）是石墨烯的一种重要衍生物，是化学还原法制备石墨烯的前驱体，在石墨烯片层结构的边缘和表面带有 多种含氧基团， 如羧基、羟基、环氧基等。正是由于这些含氧基团的存在，使其较石墨烯具有更好的水溶性，可以应用于生物体系中。石墨烯及GO 由于其大面积的共轭结构，可以作为能量受体猝灭多种有机染料及量子点的荧光，是一种广适性的荧光猝灭剂。与传统的猝灭剂相比，石墨烯材料具有更高的猝灭 效率，使FRET 传感器具有背景低、信噪比高、可多重检测的显著特点 ［14 16］。2．1．1基于DNA 联接研究表明，石墨烯能区分多种DNA 分子结构，包括ssDNA ，dsDNA 以及茎环 结构等［17，18］。石墨烯及GO 由于其结构特点，对带有裸露的环状结构的化合物具有强烈的吸附能力。第41卷 2013年2月分析化学（FENXI HUAXUE ）特约来稿Chinese Journal of Analytical Chemistry 第2期174 180
生物传感器的原理及应用 摘要: 随着信息技术与生物工程技术的发展，生物传感器得到了极为迅速的发展，当今各发达国家都把生物传感器列为21世纪的关键技术，给予高度的重视。生物传感器不仅广泛用于传统医学领域，推动医学发展，而且还在空间生命科学、食品工业、环境监测和军事等领域广泛应用。 关键词:生物传感器；原理；应用；发展 Abstract: As information technology and biological engineering technology, bio-sensors has been very rapid development，today's developed countries regard the biosensor technology as the key to the 21st century, given a high priority. Biosensors are widely used in traditional medicine not only to promote the development of medicine, but also in space life science, food industry, environmental monitoring and widely used in military and other fields. Keyword s: biosensor; principle; application; development
目录 一. 引言 (4) 二. 生物传感器的原理 (4) 三. 生物传感器的应用 (5) 3.1.生物传感器在医学领域的应用 (5) 3.1.1. 基于中医针灸针的传感针 (5) 3.1.2.生物芯片 (5) 3.1.3.生物传感器的临床应用 (5) 3.2.生物传感器在非传统医学领域的应用 (6) 3.2.1．在空间生命科学发展中的应用 (6) 3.2.2．在环境监测中的应用 (6) 3.2.3．在食品工程中的应用 (6) 3.2.4．在军事领域的应用 (6) 四. 生物传感器的未来 (7) 五. 结束语 (7) 六. 参考文献 (7)
当今免疫学的发展 免疫学是生命科学及医学领域中的前沿学科,涉及抗感染免疫、血液病、自身免疫病、移植免疫和肿瘤免疫等诸多范畴。该学科近二十年来与细胞生物学、分子生物学、分子遗传学以及生物化学相互渗透,发展迅猛。分子生物学、分子遗传学以及细胞生物学的发展促进了分子免疫学、免疫遗传学以及免疫生物学等新的分支学科的形成,使人们在分子水平上对免疫系统的结构与功能有了更加深刻的认识。生命科学中许多重大问题的发现、解决或应用都首先与免疫学研究的突破有关,免疫学基础理论研究的突破不断导致生命科学领域的革命。自1960年迄今共有13位免疫学家获得诺贝尔医学奖。本文仅就免疫学研究近年来的发展现状以及今后的发展趋势做简要的评述。 1 免疫学在分子水平上的深化与发展 分子免疫学近年来的突破性进展层出不穷。例如,发现天然免疫系统可通过特异性受体识别病原体共有的保守性分子特征(pattern),称此种受体为特征识别受体(pattern recognition receptor,PRR)。目前对PRR分子结构与信号转导途径正在深入研究中,并探讨天然免疫系统对获得性免疫应答类型导向作用的分子机制。此外,应用单克隆抗体及分子生物学技术发现了大量膜分子,被统一命名的白细胞膜表面分化抗原(CD分子)已有250个之多。再之,对免疫球蛋白分子、主要组织相容性(抗原)复合物(major histocompa-bility complex, MHC)分子、T细胞和NK 细胞识别受体、补体分子、细胞因子以及趋化因子等的分子结构、生物学功能、基因结构等均有了相当深入的了解。近年来对淋巴细胞发育的分子机制研究也有突破性进展。例如,发现PU.1/Ikaros可调控T、B细胞的发育,GATA-3影响T谱系的发育,EIA/EBF/Pax可调控B细胞的发育等。对T细胞在胸腺内分化发育分子机制的研究表明,胸腺细胞膜分子、pTA/TCR分子、Bortch分子、CD30/CD153以及CD69等分子与其分化相关。此外还发现Ras-MAPK信号转导与阳性选择相关,而与阴性选择无关。对T、B细胞活化、增殖、分化、凋亡的分子机制研究发现,T、B细胞在免疫应答过程中涉及多种膜受体分子如TCR/BCR复合分子、粘附分子、趋化因子受体、补体受体、Fc受体以及Fas等。这些分子在免疫应答过程中发挥不同的作用。小鼠和人辅助性T细胞(Th)可在不同的环境条件下(如APC类型、抗原种类、细胞因子)发育分化为不同功能性Th细胞(如Th1、Th2、Th3等)亚群。目前区分这些T细胞亚群的主要指标是它们分泌细胞因子的特点,可以预测在不久的将来还会发现可用于区别不同Th细胞亚群的膜表面分子。Th1/Th2平衡调节可导向免疫应答类型,其在免疫性疾病中的作用倍受重视。 2 免疫系统与神经内分泌系统的相互作用 80年代初发现免疫细胞可以合成阿片肽,其后对免疫系统和神经内分泌系统相互关系的研究进展迅速,极大地丰富了我们对机体内环境稳定机制的理解。目前已证实免疫细胞表面具有神经递质和内分泌激素受体,而神经细胞表面也具有细胞因子受体,因此各系统可通过各自表面受体及其释放的介质进行信息交流及功能调节,藉以维持机体内环境的稳定。
?专家讲座? 哮喘的新概念和免疫学研究进展 李明华 山东省青岛市中西医结合医院 青岛266000 近十年来随着分子生物学的迅速发展,在哮喘病的病因学、遗传学、流行病学、免疫学、发病机理、病理生理学、诊断方法、预防、抗哮喘药物的药理学、新型抗哮喘药物的开发、吸入方法、物理治疗、心理学治疗、生活质量、哮喘病教育、哮喘病与过敏性鼻炎的关系、特殊性哮喘、计算机对哮喘病的管理和哮喘动物实验等方面的研究有了许多新的进展。现将有关哮喘的一些新概念及免疫研究进展加以论述。1 哮喘病的新概念 近年来哮喘病学的重大进展是认识到无论任何严重程度、任何类型的哮喘病的基本病理改变均是一种气道变应性炎症,这种气道炎症是引起哮喘病人气道高反应性、气道通气障碍、临床症状和疾病慢性化的关键。气道炎症机制的提出使哮喘的诊断、治疗和预防等临床发生了很大的变化,提出了许多新的理论和观点,并由此提出了以下新的概念。 1.1 气道炎症和气道重塑 无论任何严重程度、任何类型哮喘病的基本病理变化均是一种气道炎症性改变。这种非特异性气道炎症是引起哮喘病人气道高反应性、气道通气障碍、临床症状和哮喘病慢性化的关键因素,在哮喘病的发病机制中,比气道平滑肌痉挛更为重要。研究证实,所有哮喘病患者的大、中、小气道均存在着不同程度的炎症,属变应性炎症(A llergric inflamm ati on),认为所有类型的哮喘病均与IgE有关,推测所有哮喘病患者的气道炎症均可能是变应性的。 长期的气道炎症可导致气道重塑(A irw ayrc2 m odelin s),包括气道平滑肌细胞的增生、气道平滑肌表现型的转变、气道基底膜增厚、腺体增生、炎症对气道粘膜的破坏和上皮脱落导致的上皮下纤维化增殖、胶原沉积等均可以引起气道管壁的增厚,使管腔直径变小,从而导致气道的重塑和重建。许多细胞因子(特别是生长因子)和基因表达参与了气道重塑的调节,气道的重塑和重建是导致哮喘慢性化的主要原因。 1.2 细胞因子已成为哮喘病治疗的重要免疫靶 随着对哮喘病免疫药理学的研究进展,近年来已经推出了许多新的用于抗变应性炎症的免疫调节药物。如1999年问世的抗IgE单抗、2000年问世的抗R an tes单抗等,抗Eo tax in单抗也将于2003年在英国上市。这些细胞因子调节均在防治变态反应和哮喘病方面取得了较好的临床疗效。同时发现许多重要的哮喘病免疫治疗靶目标。①细胞因子(Cy2 tok ines):主要参与哮喘病发病机制早期阶段的调节,最为重要的是I L23、I L24、I L25、I L26、I L213、I L2 8、I L216和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子;I L24、I L2 13参与IgE合成调节;I L23是一种强力的肥大细胞增殖因子;I L25是一种重要的嗜酸性细胞分化因子和B细胞生长因子;I L26是一种强力的B细胞分化和刺激因子;I L28是一种重要的炎性细胞趋化因子;I L216是一种重要的淋巴细胞趋化因子。其他细胞因子包括炎症前细胞因子:如肿瘤坏死因子2Α、I L21Β、I L26和I L218等。它们作用于炎症发生的较早阶段,因而可能有更广泛的生物学活性。阻断这些细胞因子的活性将是哮喘病治疗的重要靶目标。②粘附分子(A dhesi on m o lecu lcs):细胞间粘附分子(I CAM)21、2、3,血管2细胞间粘附分子(V CAM)21等10余种粘附分子,参与炎性细胞的粘附和跨内皮运动。③趋化因子(Chem ok ines):包括Α2趋化因子家族、Β2趋化因子家族和Χ2趋化因子家族的数十种趋化因子参与哮喘病的炎性细胞在气道内的趋化和聚集。④生长因子(Grow th facto r):包括T细胞生长因子21、2,内皮素等,参与气道的重塑。⑤细胞表面分子:多数细胞表面分子属于具有高度发展潜力的一类免疫治疗靶目标,包括CD4、复合刺激分子T1、CD28和CHLA24。T h2特异性趋化因子受体——CCR8和CCR4属于高度或中度发展潜力,假设这些T h2特异性整合素可能被阻断,则可以预防T h2细胞趋化至肺和气道。阻断I L24RΧ也是具有中度发展潜力的治疗哮喘病的方法,但可能诱发免疫抑制。几种细胞传递信号包括N F2?B、JA K3和JA K1等,虽然是哮喘病发病机制必需环节,但也能广泛作用于与哮喘病治疗并不相关的信息通道。然而酪氨酸激酶IT K和转录因子STA T6、BCL6和GA TA3对T h2细胞更具有特异性,是更重要的免疫治疗靶目标,见表1。
生物传感器的应用现状及发展前景 摘要：到来后，获取准确可靠的信息对现代化生产有着重大作用，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。其中生物传感器早已渗透到国民经济的各个部门如食品、制药、、、环境监测等方面。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。生物传感器的研究开发，已成为世界科技发展的新热点。相信不久的将来，生物传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 关键词：生物传感器、应用、前景 一、传感器概述 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由和转换元件组成”。 随着的到来，世界开始进入。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 传感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等各个领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 由此可见，在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 传感器的特点主要有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。 常见传感器有、、、、、、、以及等。 二、生物传感器概述 生物传感器是用生物活性材料（酶、、、抗体、抗原等）与换能器有机结合的一门交叉学科，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。 1967年.乌普迪克等制出了第一个生物传感器--葡萄糖传感器。将包含在聚丙烯酰胺胶体中加以固化，再将此胶体膜固定在隔膜氧电极的尖端上，便制成了这种葡萄糖传感器。 生物传感器的分类： ⑴按照感受器生命物质分类，可分为：微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、、DNA传感器等等。
Chapter １生物传感器 （Biosensors） ? 1.1 Generalization（概述）? 1.2 Principle （基本原理）? 1.3 Classification（分类）? 1.4 Application（应用）
1.2 生物传感器工作原理 被测对象生物敏 感膜 （分子 识别感 受器） 电 信 号 换 能 器 物理、化学反应 化学物质 力 热 光 声 . . . 图16-1 生物传感器原理图
BIOSENSORS 1.2 生物传感器原理 无论是基于电化学、光学、热学或压电 晶体等不同类型的生物传感器，其探头均由 两个主要部分组成，一是感应器，它是由对 被测定的物质（底物）具有高选择性分子识 别功能的膜构成。二是转换器，它能把膜上 进行的生化反应中消耗或生成的化学物质， 或产生的光、热等转变成电信号，最后把所 得的电信号经过电子技术的处理后，在仪器 上显示或记录下来。
换能器（T r a n s d u c e r ）感受器（R e c e p t o r ）= 分析物（Analyte ） 溶液（Solution ）选择性膜（Thin selective membrane ） 识别元件（Recognition ）生物传感器工作机理 测量信号（Measurable Signal ） BIOSENSORS
（1）将化学变化转变成电信号 酶传感器为例,酶催化特定底物发生化学反应,从而使特定生成物的量有所增减。用能把这类物质的量的改变转换为电信号的装置和固定化酶耦合,即组成酶传感器.常用转换装置有氧电极、过氧化氢。
苏州大学研究生考试答卷封面 考试科目：仪器分析考试得分：________________院别：材料与化学化工学部专业：分析化学 学生姓名：饶海英学号：20114209033 授课教师： 考试日期：2012 年 1 月10 日
电化学传感器的应用研究 摘要：随着电分析技术的发展，电化学传感技术越来越成为生命科学、临床诊断和药学研究的重要手段之一。本文主要介绍了电化学发光免疫传感器，电化学DNA传感器、电化学氧传感器、纳米材料电化学传感器的基本概念、原理，以及这些传感器在各领域的应用。 关键词:电化学传感器免疫传感器传感器 电化学传感技术的核心是传感器。传感器能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的电子线路所组成，是将一种信息能转换成可测量信号(一般指电学信号)的器件。传感器可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。本文以化学传感器尤其是电化学传感器进行研究。 电致化学发光(Electrogenerated chemiluminescence)，也称电化学发光(Electrochemiluminescence)，简称ECL，是通过电极对含有化学发光物质的体系施加一定的电压或通过一定的电流，电极氧化还原产物之间或电极氧化还原产物与体系其它共存物质之间发生化学反应并生成某种不稳定的中间态物质，该物质分解而产生的化学发光现象。电致化学发光技术是电化学与化学发光相结合的检测技术，该技术既集成了发光与电化学分析技术的优点，又具有二者结合产生的可控性、选择性、重现性好、灵敏度高、检测限低及动力学响应范围宽等新优势[ 1~3 ]。 电化学传感器可分为以下几个类型。①吸附型：通过吸附方式将修饰物质结合在电极表面得到的修饰电极为吸附型化学修饰电极。可以制备单分子层和多分
2011年2月第49卷第6期 免疫学检验技术的研究进展 贺天辉 （贵州省德江县民族中医院检验科，贵州德江５６５２００） [摘要]免疫学检验技术在临床医学和科研分析中占有重要作用，其发展也会为其他医学学科提供理论依据和技术支持。本 文主要综述目前免疫学检验技术的应用及研究状况。 [关键词]免疫学检验技术；荧光素标记；酶标记 [中图分类号]R392.33[文献标识码]A[文章编号]1673-9701（2011）06-14-02 现代免疫学检验技术源于标记技术在免疫学中的应用。科技的进步推动免疫检验技术的迅速发展，正从单一的免疫诊断技术向单细胞、多基因、微量化等方面发展。而哮喘、器官和骨髓移植、自身免疫性疾病、变态反应、淋巴细胞和浆细胞的恶性肿瘤以及继发性和原发性免疫缺陷的临床诊断都客观要求免疫学检验技术更加精确，并且能够定量评价临床治疗的有效性。 1研究进展 1.1荧光素标记抗体技术 1.1.1流式细胞免疫荧光分析技术流式荧光免疫微球分析技术是建立在免疫荧光、免疫微球和流式细胞分析等实验技术基础上的一种新的血清学实验方法。利用荧光对抗体进行染色可以获得所需信息的原理而研制的流式细胞仪，具有激光技术、电子计算机技术和单克隆抗体技术特点，主要用于细胞表型、细胞内及核膜成分、DNA含量等领域的分析。它具有在同一试管中同步检测多种靶物质的潜在特征，受到许多临床检验学者的关注。迄今尚未进入临床应用。 1.1.2四聚体分析技术该技术利用T细胞表面的TCR可与构建的四聚体的表位肽相互作用而精确识别，从而可以高亲和力结合，进而达到检验抗原特异性T细胞的作用[1]。在此分析技术上衍生的检验方法主要有M HC-肽四聚体流式细胞技术、原位M HC-肽四聚体染色法、M HC-肽四聚体磁分离技术、M HC-肽四聚体ELISA技术、M HC-肽四聚体分子微阵列技术等，主要用于肿瘤抗原特异性T细胞、病毒等的检验。 1.1.3间接免疫荧光技术用作细胞内抗原定位或相应抗体检测的对照标准，主要用于抗病原体、抗核抗体、抗平滑肌抗体等以及其他呼吸道病原体抗体的检测等。可降低手工操作的误差以及提高标准化检测和自动化程度。该技术比较成熟，已经可以进行商品开发。 1.2酶标记免疫检验技术 1.2.1酶联免疫吸附试验技术理论上只要是某一抗原纯品或相应的抗体，都可以用酶联免疫技术进行检测，因此，可溶性抗原、抗体系统都可以用该技术进行检测，广泛应用于各种微量蛋白（例如细胞因子、小分子激素、肿瘤标志物等）和血源病原体（抗原和抗体）。酶联免疫吸附试验技术（ELISA）以免疫过氧化物技术为基础，敏感性高，特异性强，操作简便，易于观察，便于大规模检查。已经用于临床应用。1.2.2酶联免疫斑点技术酶联免疫斑点技术是一种用于测定B细胞分泌免疫球蛋白、T细胞分泌细胞因子功能的分析技术，是定量酶联免疫吸附试验技术的发展和延伸。 酶联免疫斑点技术的原理是在微孔培养板底部植入抗CK 或Ig的特异性单克隆抗体。待检测样本进入微孔板内培养时，在有丝分裂原或者特异性抗原的作用下，活化记忆型T细胞或B 细胞，产生CK或Ig。细胞下方的固相单克隆抗体就会捕获CK 或Ig物质。细胞被清洗后，加入生物素化的第二抗体，抗体和CK 或Ig物质结合后，再加以酶做标记的生物素或亲和素反应，以酶底物显色，阳性细胞就可形成直径约50～200μm大小不等的圆形着色斑点[2]，每一个斑点对应分泌CK或Ig的一个细胞，而特定阳性T、B细胞族群的产生则可以通过斑点直径的大小可以直接反映。酶联免疫斑点技术既可用于分泌抗体的B细胞，也可用于分泌各类CK的T细胞。酶联免疫斑点技术也是T细胞功能检测的标准技术，具有较高的检测灵敏度[3]。 1.3新型标记免疫检验技术 1.3.1元素标记免疫检验技术元素标记免疫检验技术中的标记元素主要有镧系元素（Eu3+，Tb3+，Sm3+）和钌元素（Ru），其检验技术分别是分辨荧光免疫分析技术和电化学发光免疫分析技术。前者可以应用在两种指标的同时测定[4]，后者可以在电场作用下反复被激发而使信号得以放大。 1.3.2核酸标记免疫检验技术其设计原理是核酸的扩增或转录翻译[5]，扩增是DNA通过聚合酶链反应在较短的时间内按几何级数扩增，可以达到数百万倍；而转录翻译则是通过标记的抗体DNA与抗原反应后进行胞外转录翻译成相应的酶进行测定。这两种方法的检测都有较大的灵敏性，但还处在研究阶段。 1.3.3量子点标记免疫检验技术在传统的标记免疫分析技术中，放射免疫分析存在污染，酶免疫分析灵敏度较低，发光免疫分析和荧光免疫分析发光时间短，容易淬灭。早在20世纪70年代就引起科学家重视的量子点由于良好的光电性能重新引起了人们的广泛关注，开始在标记免疫分析中初步应用，并取得了令人满意的效果。量子尺寸很小，电子和孔穴被量子陷域，连续能带变成分立能级结构，能够接受激发产生荧光，因此它实际上是一种探针。目前应用较多的是Ⅱ～Ⅵ族或Ⅲ～V族元素组成的纳米微粒。研究较多的主要集中在CdX（X＝S、Se、Te），粒径范围为2～20nm，还有一些复合结构以及多层结构。在免疫示踪定位、生物多组分同时测定、细胞成像及疾病早期诊断中具有较广泛的应用价值[6-8]。 ·综述· 14中国现代医生CHINA MODERN DOCTOR
生物传感器的应用现状 及发展前景 https://www.doczj.com/doc/6f12439935.html,work Information Technology Company.2020YEAR
生物传感器的应用现状及发展前景 摘要：信息时代到来后，获取准确可靠的信息对现代化生产有着重大作用，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。其中生物传感器早已渗透到国民经济的各个部门如食品、制药、化工、医学、环境监测等方面。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。生物传感器的研究开发，已成为世界科技发展的新热点。相信不久的将来，生物传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 关键词：生物传感器、应用、前景 一、传感器概述 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。国家标准 GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。 随着新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 传感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等各个领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到
生物传感器的应用及发展趋势 摘要: 生物传感器是一类特殊的化学传感器，是以生物体成分（如酶,抗原,抗体,激素等）或生物体本身(细胞,微生物,组织等)作为生物体敏感元件,对被测目标物具有高度选择性的检测器件。生物传感器不仅广泛用于传统医学领域，推动医学发展，而且还在空间生命科学、食品工业、环境监测和军事等领域广泛应用。 关键词:生物传感器种类；原理；应用；趋势 一.生物传感器基本结构和工作原理 生物传感器由分子识别部分（敏感元件）和转换部分（换能器）构成，以分子识别部 分去识别被测目标，是可以引起某种物理变化或化学变化的主要功能元件。分子识别部分 是生物传感器选择性测定的基础。生物传感器通过物理，化学型信号转换器捕捉目标物 与敏感元件之间的反应，并将反应的程度用离散或连续的电信号表达出来，从而得出 被测量。 生物体中能够选择性地分辨特定特质的物质有酶、抗体、组织、细胞等。这些分子识 别功能物质通过识别过程可与被测目标结合成复合物，如抗体和抗原的结合、酶与基质的 结合。在设计生物传感器时，选择适合于测定对象的识别功能物质，是极为重要的前提； 要考虑到所产生的复合物的特性。根据分子识别功能物质制备的敏感元件所引起的化学变 化或物理变化，去选择换能器，是研制高质量生物传感器的另一重要环节。敏感元件中光、热、化学物质的生成或消耗会产生相应的变化量。根据这些变化量，可以选择适光的换能器。 二.生物传感器的分类及应用 1.酶生物传感器 酶传感器是生物传感器的一种，是利用生化反应所产生的或消耗的物质的量，通过电化学 装置转换成电信号，进而选择性地测定出某种成分的器件。酶生物传感器应用于检测血糖 含量，检测氨基酸含量，测定血脂，测定青霉素和浓度，测定尿素，测定血液中的酶含量 酶传感器中应用的新技术：纳米技术 固定化酶时引入纳米颗粒能够增加酶的催化活性，提高电极的响应电流值。首先，纳米颗 粒增强在载体表面上的固定作用；其次是定向作用，分子在定向之后，其功能会有所改善；第三，由于金、铂纳米颗粒具有良好的导电性和宏观隧道效应，可以作为固定化酶之间、 固定化酶与电极之间有效的电子媒介体，从而使得氧化还原中心与铂电极间通过金属颗粒 进行电子转移成为可能，酶与电极间可以近似看作是一种导线来联系的。这样就有效地提 高了传感器的电流响应灵敏度。孟宪伟等首次研究了二氧化硅和金或铂组成的复合纳米颗 粒对葡萄糖生物传感器电流响应的影响，其效果明显优于这=种纳米颗粒单独使用时对葡萄糖生物传感器的增强作用。其原因是纳米粒子具有吸附浓缩效应、吸附定向和量子尺寸颗 粒效应，复合纳米颗粒比单独一种纳米颗粒更易于形成连续势场，降低电子在电极和固定 化酶间的迁移阻力，提高电子迁移率，有效地加速了酶的再生过程，因此复合纳米颗粒可 以显著增强传感器的电流响应。 2.免疫传感器 免疫传感器应用于检测食品中的毒素和细菌，检测DNA 光纤，检测残留的农药，毒品和滥 用药物的检测。