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电化学酶联免疫传感器的发展概述_刘梦琴

电化学酶联免疫传感器的发展概述_刘梦琴
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我国电化学生物传感器的研究进展.

第12卷第6期重庆科技学院学报(自然科学版2010年12月 收稿日期:2010-07-20 基金项目:重庆市教委科学技术研究资助项目(KJ101315 作者简介:刘艳(1968-,女,四川乐山人,副教授,研究方向为电化学传感器。 在生命科学研究和医学临床检验中,需对各种各样的生物大分子进行选择性测定。据统计,全世界每年要进行数亿次免疫学和遗传学病理检验。常用的检验小型化分析装置和检测方法,成为目前现代分析化学研究领域的前沿课题。 1962年,Clark 提出将生物和传感器联用的设 想,并制得一种新型分析装置“酶电极”。这为生命科学打开一扇新的大门,酶电极也成为发展最早的一类生物传感器。生物传感器结合具有分子识别作用的生物体成分(酶、微生物、动植物组织切片、抗原和抗体、核酸或生物体本身(细胞、细胞器、组织作为敏感元件与理化换能器,能产生间断的或连续的信号,信号强度与被分析物浓度成比例。 电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当前,电化学生物传感器技术已在环境监测、临床检验、食品和药物分析、生化分析[2-4]等研究中有着广泛的应用。本文在此综述电化学生物传感器的工作原理、分类及几个当今研究的热点。 1 电化学生物传感器概述 1.1 电化学生物传感器的原理 电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元

件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当电化学池中溶液的化学成分变化时,电极上流过的电流或电极表面与溶液的电势差会随之发生变化,这样通过测定电流或电势的 变化就可以获取溶液成分或相应的化学反应的变化信息。 电化学生物传感器是在上述电化学传感器原理的基础上,以具有生物活性的物质作为识别元件,通过特定反应使被测成分消耗或产生相应化学计量数的电活性物质,从而将被测成分的浓度或活度变化转换成与其相关的电活性物质的浓度变化,并通过电极获取电流或电位信息,最后实现特定物质的检测。如图1所示,这类传感器中使用的生物活性材料包括酶、微生物、细胞、组织、抗体、抗原等等。 图1电化学生物传感器的工作原理 1.2电化学生物传感器的类别 生物传感器主要包括生物敏感膜和换能器两部 分。按照敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA 传感器等,其中酶电极由于其高效、专一、反应条件温和且具有化学放大作用而成为电化学生物传感器的研究主流。 按照检测信号的不同,电化学生物传感器可分 我国电化学生物传感器的研究进展 刘 艳 (长江师范学院,重庆408100 摘

酶联免疫法检测试剂注册技术审查指导原则

附件1 酶联免疫法检测试剂注册技术审查指导原则 一、前言 本指导原则主要针对酶联免疫类检测试剂的主要原材料、生产工艺及反应体系、产品质量控制等环节提出指导性技术要求。 本指导原则系对酶联免疫法检测试剂的一般要求,申请人应依据产品特性确定其中的具体内容是否适用,若不适用,需详细阐述其理由及相应的科学依据。 本指导原则是对申请人和审查人员的指导性文件,但不包括注册审批所涉及的行政事项,亦不作为法规强制执行,如果有能够满足相关法规要求的其他方法,也可以采用,但是需要提供详细的研究资料和验证资料。应在遵循相关法规的前提下使用本指导原则。 本指导原则是在现行法规和标准体系以及当前认知水平下制订的,随着法规和标准的不断完善、科学技术的不断发展,其相关内容也将进行适时的调整。 二、适用范围 本指导原则适用于有关病原微生物检测的第三类体外诊断试剂的注册技术审查。其他酶联免疫法检测试剂(如作为二类管理的体外诊断试剂)可参考本指导原则执行。 三、基本要求 (一)基本原则 1.研制、生产用的各种原料、辅料等应制定其相应的质量标准,并应符合有关法规的要求。

2.试剂生产企业应具备相应的专业技术人员、仪器设备以及适宜的生产环境,获得《医疗器械生产许可证》;同时,应按照《体外诊断试剂生产实施细则(试行)》的要求建立相应的质量管理体系,形成文件和记录,加以实施并保持有效运行;还应通过《体外诊断试剂生产企业质量管理体系考核评定标准(试行)》的考核。企业应对试剂的使用范围做出明确规定,并经国家药品监督管理部门批准。 3.诊断试剂的研制应当按照科学、规范的原则,各反应条件的选择和确定应符合基本的科学原理。 4.试剂在研制、生产过程中所用的各种材料及工艺,应充分考虑可能涉及的安全性方面的事宜。 5.生产和质量控制的总体目标:保证试剂使用安全、质量稳定、工艺可控、检测有效。 (二)原材料质量控制 1.主要生物原料 与产品质量最密切相关的生物原料主要包括各种天然抗原、重组抗原、单克隆抗体、多克隆抗体以及多肽类、激素类等生物原科。这类原料可用于包被酶标反应板、标记相关酶(如辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶等)、中和反应用抗原或抗体、制备校准品(标准品)等。使用前应按照工艺要求对这类生物原料进行质量检验,以保证其达到规定的质量标准。主要生物原料若为企业自己生产,其工艺必须相对稳定;若购买,其供应商要求相对固定,不能随意变更供应商,如果主要原料(包括工艺)或其供应商有变更,应依据国家相关法规的要求进行变更申请。 主要生物原料的常规检验项目一般包括: (1)外观 肉眼观察,大部分生物原料为澄清均一的液体,不含异物、浑浊或摇不散的沉淀或颗粒;或者为白色粉末,不含其他颜色的杂质;特殊生

电化学传感器(完)

酪氨酸酶的提取催化活性及生物电化学传感器的构建与应用 顾新 0909401008 苏州大学材料与化学化工学部 09级化学类 摘要:通过测定在不同浓度酪氨酸酶的作用下多巴红的生成速率测定酶的活性。用加入Na2EDTA观察抑制剂对酶活性的影响。酶电极的制作以及对酚的测定。结果表明:加入抑制剂后酶的催化活性降低。在邻苯二酚加入的瞬间有明显的峰电流产生,说明酪氨酸酶促进酚的氧化。 关键词:酪氨酸酶多巴红酶电极电化学传感器 Abstract:Measuring the enzymatic activity through measuring the produce rate under different density of tyrosinase .Adding the Na2EDTA to the liquor and observing the effect. Making the enzymatic electrode pole and measuring the effect to the phenol. The results showed that tyrosinase promote the oxidation of phenol. Key words:tyrosinase dopamine red enzyme electrode electrochemical sensor 1、前言 生物体内由于生物催化剂酶的存在许多复杂化学反应可以在温和条件下进行得十分顺利和迅速,且酶催化反应具有高效性,选择性,反应条件温和等特性。生物传感器是利用生物物质作为识别元件,将被测物质的浓度与可测量的电信号关联起来,其中研究最多的是酶传感器。 生物电化学传感器的构建主要包括酶,碳纳米管的应用。生物传感器具有不需样品处理操作简便,体积小可实现连续在线监测等特点。 本实验通过土豆提取酪氨酸酶,并测定其活性,并将酶进一步固定于电极表面,制成酶

ELISA检测方法有哪些

ELISA检测方法有哪些? 酶联免疫吸附测定(Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay,ELISA)是研究蛋白抗体的重要方法。它是采用抗原与抗体的特异结合将被测物质与酶标抗体进行直接或间接结合,然后通过标记酶与底物产生颜色反应进行定性和定量分析。那么,它与其它检测方法的灵敏度及您了解吗?跟着小编往下看 ELISA通常分为四种类型:直接法、间接法、竞争法、夹心法等,直接上图: 直接法(Direct ELISA)仅需要抗原和酶标一抗,操作简便,可避免交叉反应,然而该方法要求酶标一抗有较高的特异性要求,同时也并非所有的一抗适合标记处理。直接法在实际运用中并不多见,它并不能对样本中抗体进行定量分析,因为样本中抗体是非酶标抗体,无法进行后续显色,但是该法经过改进就是竞争性ELISA方法,见后文。 间接法(Indirect ELISA)使用了二抗增加信号强度,也使抗体的选择多样化,然而间接法容易产生交叉反应。间接法只能用于测定抗体,主要用于疾病的诊断,其优点是只需要改变包被抗原,酶标抗体是通用的。 夹心法(Sandwich ELISA)分为双抗体夹心法和双抗原夹心法: 双抗体夹心法中抗原被两个抗体——捕捉抗体和检测抗体,结合于不同位点。捕捉抗体固定于载体上,检测抗体通过结合抗原进行显色分析。应用于双抗体夹心法检测的抗体需是单抗,而且对同一抗原结合位点不同,如此才能避免交叉反应或两种抗体竞争性结合同一位点。夹心法具有高灵敏度、高专一性的优势,但该法只适用于有多个结合位点的抗原检测,主要用于检测各种大分子抗原——例如在医学检测中测定HBsAg、HBeAg、AFP等。由于双抗体夹心法特异性高,在检测过程中有时会将样本和酶标抗体同时加入进行反应(一步法),此时如果样本中抗原含量过高会导致其与固相抗体和酶标抗体均有结合而不形成“夹心复合物”,

纳米电化学生物传感器重点

收稿:2008年3月, 收修改稿:2008年8月 *深圳大学科研启动基金项目(No. 200818 资助**通讯联系人 e 2mail:yang hp@https://www.doczj.com/doc/a53130879.html,. cn 纳米电化学生物传感器 * 杨海朋 ** 陈仕国李春辉陈东成戈早川 (深圳大学材料学院深圳市特种功能材料重点实验室深圳518060 摘要纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质, 与特异性分子识别物质如酶、抗原P 抗体、D NA 等相结合, 并以电化学信号为检测信 号的分析器件。本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势, 综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展, 包括纳米颗粒生物传感器, 纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器, 以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。 关键词生物传感器电化学传感器纳米材料生物活性物质固定化 中图分类号:O65711; TP21213 文献标识码:A 文章编号:10052281X(2009 0120210207 Nanomaterials Based Electrochemical Biosensors Y ang Haipeng **

Chen Shiguo Li Chunhui Chen Dongche ng Ge Zaochuan (Shenzhen Key Laboratory of Special Functional M aterials, College of Materials Science and Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China Abstract Biosensors w hich utilize immobilized bioac tive compounds (such as enz ymes, antigen, antibody, D N A, etc. f or the c onversion of the target analytes into electroc he mically detectable products is one of the most widely used detection methods and have become an area of wide ranging research activity. The advances in biocompatible nano technology make it possible to develop ne w biosensors. A variety of biosensors with high sensitivity and excellent reproducibility based on nano technology have been reported in recent years. In this paper, the development of the researches on nano amperometric biosensors, one of the most important branches of biosensors, is revie wed. Nanoscale architectures here involve nano 2particles, nano 2wires and nano 2rods, nano 2sheet, nano 2array, and carbon nanotube, etc. Remarkable sensitivity and stability have been achieved by coupling immobilized bioactive compounds and these nanomaterials. Key words biosensors; electroche mistry sensors; nanomaterials; bioactive compounds; immobiliz ation Contents 1 Introduction to biosensors 2 Nanomaterials based electrochemical biosensors 2. 1 Challenges and developments of biosensors 2. 2 Introduction of nanomaterials 2. 3 Nanomaterials based electrochemical biosensors 2. 3. 1 Nano particles based electrochemical biosensors

酶联免疫法

酶联免疫吸附试验(又称酵素免疫分析法,Enzyme-linked immunoassay,简称ELISA)利用抗原抗体之间专一性键结之特性,对检体进行检测;由于结合于固体承载物(一般为塑胶孔盘)上之抗原或抗体仍可具有免疫活性,因此设计其键结机制后,配合酵素呈色反应,即可显示特定抗原或抗体是否存在,并可利用呈色之深浅进行定量分析。根据待测样品与键结机制的不同,ELISA可设计出各种不同类型的检测方式,主要以三明治法(sandwich)、间接法(indirect)、以及竞争法(Competitive)三种为主,以下为各种方法之介绍. 三明治法 常用于检测大分子抗原,一般之操作步骤为: 1.将具有专一性之抗体固著(coating)于塑胶孔盘上,完成后洗去多余抗体 2.加入待测检体,检体中若含有待测之抗原,则其会与塑胶孔盘上的抗体进行专 一性键结 3.洗去多余待测检体,加入另一种对抗原专一之一次抗体,与待测抗原进行键结 4.洗去多余未键结一次抗体,加入带有酵素之二次抗体,与一次抗体键结 5.洗去多余未键结二次抗体,加入酵素受质使酵素呈色,以肉眼或仪器读取呈色 结果 三明治法分别以两种抗体对检体中的抗原进行两次专一性辨认,因此专一性相当高,但此待测抗原必须是多价抗原,如此才可获得两种以上的专一性抗体,以分别进行夹心;而且此法需要足够的表位空间以进行抗原抗体的夹心,所以并不适用于半抗原或小分子抗原等分子量较小之标的。 间接法 间接法常用于检测抗体,一般之操作步骤为: 1.将已知之抗原固著于塑胶孔盘上,完成后洗去多余之抗原 2.加入待测检体,检体中若含有待测之一次抗体,则其会与塑胶孔盘上的抗原进 行专一性键结 3.洗去多余待测检体,加入带有酵素之二次抗体,与待测之一次抗体键结 4.洗去多余未键结二次抗体,加入酵素受质使酵素呈色,藉仪器(ELISA reader) 测定塑胶盘中的吸光值(OD值),以评估有色终产物的含量即可测量待测抗原 的含量。 竞争法 竞争法是一种较少用到的ELISA检测机制,一般用于检测小分子抗原,其操作步骤为: 1.将具有专一性之抗体固著于塑胶孔盘上,完成后洗去多余抗体 2.加入待测检体,使检体中的待测抗原与塑胶孔盘上的抗体进行专一性键结 3.加入带有酵素之抗原,此抗原也可与塑胶孔盘上的抗体进行专一性键结,由于 塑胶孔盘上固著的抗体数量有限,因此当检体中抗原的量越多,则带有酵素之

最新电化学生物传感器

电化学生物传感器 生物分子的分析检测对获取生命过程中的化学与生物信息、了解生物分子及其结构与功能的关系、阐述生命活动的机理以及对疾病的有效诊断与治疗都具有十分重要的意义。如何高效、快速、灵敏地检测这些生物分子,是当前生命科学领域中面临的一个十分重要的问题。解决这些问题的关键就在于发展各种新型的分析检测技术。生物传感器的出现为有效地解决这些问题提供了新的工具,为生命科学及其相关领域的研究提供了许多新的方法 1电化学生物传感器的基本结构及工作原理 1.1 基本结构 通常情况下,生物传感器由两个主要部分组成即生物识别元件和信号转换器。生物识别元件是指具有分子识别能力,能与待测物质发生特异性反应的生物活性物质,如酶、抗原、抗体、核酸、细胞、组织等。信号转换器主要功能是将生物识别作用转换为可以检测的信号,目前常用的有电化学、光学、热和质量分析几种方法[1]。其中,电化学方法就是一种最为理想的检测方法。 图1 电化学生物传感器的基本结构 1.2 工作原理 电化学生物传感器采用固体电极作基础电极,将生物敏感分子固定在电极表面,然后通过生物分子间的特异性识别作用,生物敏感分子能选择性地识别目标分子并将目标分子捕获到电极表面,基础电极作为信号传导器将电极表面发生的识别反应信号导出,变成可以测量的电信号,从面实现对分析目标物进行定量或定性分析的目的。 2电化学生物传感器的分类

由各种生物分子(抗体、DNA、酶、微生物或全细胞)与电化学转换器(电流型、电位型、电容型和电导型)组合可构成多种类型的电化学生物传感器,根据固定在电极表面的生物敏感分子的不同,电化学生物传感器可分为电化学免疫传感器、电化学DNA传感器、电化学酶传感器、电化学微生物传感器和电化学组织细胞传感器等。 2.1 电化学免疫传感器 电化学免疫传感器是一种将免疫技术与电化学检测相结合的标记免疫分析方法。它是以抗原.抗体特异性反应为基础,将抗原/抗体反应达到平衡状态后的生物反应信号转换成可测量的电信号并通过基础电极将其导出。当采用电化学检测方法测量时,其信号大小与目标分析物在一定浓度范围内成线性关系,从而实现对目标检测物的分析测定。 根据抗原-抗体间的免疫反应的类型,电化学免疫传感器可分为两种:竞争法和夹心法。竞争法的分析原理是基于标记抗原和非标记抗原共同竞争与抗体的反应[2]。而夹心法则是将捕获抗体、抗原和检测抗体结合在一起,形成一种捕获抗体/抗原/检测抗体的夹心式复合物,也称“三明治”式结合物[3]。 图2 竞争法 图3 夹心法 2.2 DNA生物传感器 DNA生物传感器主要检测的是核酸的杂交反应。电化学DNA传感器的工作原理如图所示,即将单链DNA(ssDNA)探针,固定在电极上,在适当的温度、pH、离子

直接电化学酶传感器的研究进展

第32卷第5期2009年10月 辽宁科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Liaoning Vol.32No.5 Oct.,2009直接电化学酶传感器的研究进展 张 静,顾婷婷 (辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051) 摘 要:电化学生物传感器是电化学、电分析化学以及生物学等多学科交叉的产物,是一种全新的检测仪 器,具有快速、灵敏和价廉等特点,在食品发酵工业、临床医学、环境监测、军事等领域有着重要的应用价值。 简述了电化学生物传感器的基本原理和分类、电流型生物传感器的发展和特点以及直接电子转移的基本原 理,并深入探讨了基于纳米材料等各种新型功能材料的直接电化学酶生物传感器的研究进展。 关键词:生物传感器;酶电极;直接电化学 中图分类号:Q503:O629 8 文献标识码:A 文章编号:1674 1048(2009)05 0460 07 生物传感器(Biosensor)是一类特殊的化学传感器,通过各种物理、化学型信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应,然后将反应的程度用离散或连续的信号表达出来,从而得出被测物的浓度[1]。1962年Clark和Lyons首次提出生物传感器这一概念[2],经过多年的研究与开发,已成为生物技术中的一个独立门类。生物传感器技术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。生物传感器具有多样性、无试剂分析、操作简便、灵敏、快速、价廉、可重复连续使用等特点,已在食品发酵工业、临床医学、环境监测、军事科学等领域展现出十分广阔的应用前景[3-8]。 目前,生物传感器中研究成果较多的是电化学生物传感器。电化学生物传感器(见图1)是以生物活性物质为敏感基元,以电化学电极为信号转换器,以电势、电流或电容为特征检测信号的生物传感器。其原理是,被分析物扩散进入固定化生物敏感膜层,经分子识别,发生生物化学反应,产生的信息继而被相应的化学换能器或物理换能器转换成可定量和可处理的电信号,再经过二次仪表(检测放大器)放大并输出,便可得到待测物浓度。电化学生物传感器根据分子识别元件的不同,可分为酶传感器、微生物传感器、细胞传感器、组织传感器和免疫传感器等;按照换能器的不同分为电位型、电流型、电导型和电容型等生物传感器。其中,电流型生物传感器具有较宽的线性范围和表观米氏常数(K m)以及高灵敏度,引起人们广泛关注[9,10]。 图1 电化学生物传感器的构成及工作原理示意图 F ig.1 Schematic diagram of configuration and principle of an electrochemical biosensor 收稿日期:2009 07 10。 基金项目:教育部留学回国人员科研启动资金资助(2008)。 作者简介:张静(1983-),女,辽宁朝阳人

酶联免疫分析法

酶联免疫分析法 生工121 徐娜 酶联免疫分析法是目前分析化学领域中的前沿课题,它是一种特殊的试剂分析方法,是在免疫酶技术的基础上发展起来的一种新型的免疫测定技术,特别是在食品和饲料中有毒有害物质的检测应用极为广泛。 酶联免疫分析法是把抗原抗体的免疫反应和酶的高效催化作用原理有机地结合起来的一种检测技术。该技术的原理主要有三点:第一、抗原或抗体能结合到固相载体的表面仍具有其免役活性;第二、抗体或抗原与酶结合所形成的结合物仍保持免疫活性和酶的活性;第三,结合物与相应的抗原或抗体反应后,结合的酶仍能催化底物生成有色物质,而颜色的深浅可定量抗体或抗原的含量。 酶联免疫法在医药、食品加工业、农牧渔业等领域有着广泛的应用:如乙型肝炎、莱姆病,急性心肌梗死的早期诊断,定量检测内毒素,HIV抗体初筛,SARS 病毒的快速检测;检测食品中的病毒,残留农药,微生物及其其它成分;检测香蕉有关病毒,小麦黄花叶病毒,检测水产品中氯霉素的残留量,禽脑脊髓抗体等。 一、医学临床中的应用 医学中,检测各种抗原和抗体,为临床疾病的辅助诊断和早期诊断提供了特异性、敏感性强的试验基础。 1、乙型肝炎、原发性肝癌的血清学检测:用血清学方法检测肝炎病毒的抗原或抗体,一直受到各级医疗卫生机构检验科室的高度重视。尤其是对乙型肝炎,甲型肝炎,丙型肝炎的血清学检测,更因为试剂盒的推出而得到广泛开展。上述各种肝炎病毒抗原或抗体的检测方法,绝大部分都是酶联免疫分析法。 2、简化莱姆病的诊断:由于在作出博氏疏螺旋体感染诊断前要进行双重测试,因此莱姆病的测试可能花费很长时间。采用由关键的疏螺旋体抗原决定簇构成的重组蛋白开发出一种新的酶联免疫测定方法。该测试比最常用的商业全细胞酶联免疫测定法特异,而敏感性相同,并且在20分钟就会产生结果。 3、急性心肌梗死的早期诊断:急性心肌梗死为一多发病,病情严重。目前对此病的策略是尽早的确诊并迅速积极的治疗。约有四分之一或更多的患者,在初诊时心电图并不显示典型心肌梗死心电图异常,无Q波。心肌坏死时释放出的Mb可直接快速血液循环。Mb是最早出现的心肌梗死生化标志物,但它在血中滞留时间短。为此,刘宏伟等研制出只需30分钟的酶联免疫快速法,为早期诊断心肌梗死提供了依据。 4、定量检测内毒素:临床上,细菌感染的患者常发生内毒素血症,死亡率高达20%——30%,检测标本中的LPS对早期诊断和防治有重要意义。用优化后的双抗体夹心法检测LPS敏感性为50ng/L,特异性与准确性均高于仪器比浊法和试验定性法。此为内毒素血症提供了一种简便,快速,准确,特异性的诊断参考。 5、快速检测SARS病毒:SARS病毒引起传染性非典型肺炎,发病快,传染性强。2003年4月,北京基因组研究所与军事医学科学院研制出诊断非典的酶联免疫分析法检测试剂,为控制疫情蔓延提供了新的诊断手段。 二、在食品分析中的应用 1、检测食品中的毒素:采用辣根过氧化氢酶标记高亲和力的黄曲霉素B1抗体,建立了直接竞争抑制酶联免疫快速筛选法。该法检测B1抗体的线性范围

ELISA检测方法

ELISA(酶联免疫吸附测定,enzyme linked immunosorbent assay)指将可溶性的抗原或抗体结合到聚苯乙烯等固相载体上,利用抗原抗体结合专一性进行免疫反应的定性和定量检测方法。 基本原理: ①使抗原或抗体结合到某种固相载体表面,并保持其免疫活性。 ②使抗原或抗体与某种酶连接成酶标抗原或抗体,这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性,又保留酶的活性。 ③在测定时,把受检标本(测定其中的抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开,最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定的比例。 ④加入酶反应的底物后,底物被酶催化变为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,故可根据颜色反应的深浅有无定性或定量分析。由于酶的催化效率很高,故可极大地放大反应效果,从而使测定方法达到很高的敏感度。 双抗夹心法 夹心法常用于检测大分子抗原,一般的操作步骤为: ①将具有专一性的抗体固著于塑胶孔盘上,完成后洗去多余抗体; ②加入待测检体,检体中若含有待测的抗原,则其会与塑胶孔盘上的抗体进行专一性键结; ③洗去多余待测检体,加入另一种对抗原专一的一次抗体,与待测抗原进行键结; ④洗去多余未键结一次抗体,加入带有酶的二次抗体,与一次抗体键结; ⑤洗去多余未键结二次抗体,加入酶底物使酵素呈色,以肉眼或仪器读取呈色结果。 间接法 间接法常用于检测抗体,一般的操作步骤为: ①将已知的抗原固著于塑胶孔盘上,完成后洗去多余的抗原。

②加入待测检体,检体中若含有待测的一次抗体,则其会与塑胶孔盘上的抗原进行专一性键结。 ③洗去多余待测检体,加入带有酶的二次抗体,与待测的一次抗体键结。 ④洗去多余未键结二次抗体,加入酶底物使酶呈色,藉仪器(ELISA reader)测定塑胶盘中的吸光值(OD值),以评估有色终产物的含量即可测量待测抗体的含量。 竞争法 竞争法是一种较少用到的ELISA检测机制,一般用于检测小分子抗原,其操作步骤为: ①将具有专一性的抗体固著于塑胶孔盘上,完成后洗去多余抗体; ②加入待测检体,使检体中的待测抗原与塑胶孔盘上的抗体进行专一性键结; ③加入带有酶的抗原,此抗原也可与塑胶孔盘上的抗体进行专一性键结,由于塑胶孔盘上固著的抗体数量有限,因此当检体中抗原的量越多,则带有酶的抗原可键结的固著抗体就越少,亦即,两种抗原皆竞相与塑胶孔盘上抗体键结,即所谓竞争法之由来。 ④洗去检体与带有酶的抗原,加入酶底物使酶呈色,当检体中抗原量越多,代表塑胶孔盘内留下之带有酶的抗原越少,显色也就越浅。 注:当需要侦测无法获得两种以上单一性抗体的抗原,或是不易得到足够的纯化抗体以固著于孔盘上时,一般会考虑使用竞争法ELISA。

酶电化学生物传感器

酶电化学生物传感器 摘要 生物电化学传感器是生物传感器中研究最早、种类最多的一个分支,它具有专一、高效。简便、快速的优点,已应用于生物、医学及工业分析等方面。目前,生物传感器正进入全面深入研究开发的时期,各种微型化、集成化、智能化、实用化的生物传感器与系统越来越多。本文就酶电化学生物传感器特点基本结构、原理及其应用展开综述。 关键词: 生物传感器应用结构酶生物传感器 正文: 自1962年Clark等人提出把酶与电极结合来测定酶底物的设想后. 1967年Updike和Hicks 研制出世界上第一支葡萄糖氧化酶电极,用于定量检测血清中葡萄糖含量。此后,酶生物传感器引起了各领域科学家的高度重视和广泛研究,得到了迅速发展。酶生物传感器是将酶作为生物敏感基元,通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应所产生的与目标物浓度成比例关系的可测信号,实现对目标物定量测定的分析仪器.与传统分析方法相比,酶生物传感辑是由固定化的生物敏感膜和与之密切结合的换能系统组成,它把固化酶和电化学传感器结合在一起,因而具有独特的优点:(1)它既有不榕性酶体系的优点,又具有电化学电极的高灵敏度。(2) 由于酶的专属反应性,使其具有高的选择性,能够直接在复杂试样中进行测定.因此,酶生物传感器在生物传感器领域中占有非常重要的地位. 酶生物传感器的基本结构单元是由物质识别元件(固定化酶膜)和信号转换器(基体电极)组成.当酶膜上发生酶促反应时,产生的电活性物质由基体电极对其响应.基体电极的作用是使化学信号转变为电信号,从而加以检测,基体电极可采用碳质电极(石噩电板、玻碳电极、碳棚电极)、R 电极及相应的修饰电极。 当酶电极漫入被测溶液,待测底物进入酶层的内部并参与反应,大部分酶反应都会产生或消耗一种可植电极测定的物质,当反应达到稳态时,电活性物质的浓度可以通过电位或电流模式进行测定。因此,酶生物传感器可分为电位型和电流型两类传感器。电位型传感辑是指酶电极与参比电极间输出的电位信号,它与被测物质之间服从能斯特关系。而电流型传感器是以酶促反应所引起的物质量的变化转变成电流信号输出,输出电流大小直接与底物浓度有关。电流型传感器与电位型传感器相比较具有更简单、直观的效果。 其发展也是经历了许多代的更替。第一代酶生物传感器是以氧为中继体的电催化。其缺点(1)响应信号与氧分压或溶解氧关系较大,溶解氧的变化可能引起电极响应的波动;(2) 由于氧的糟解度有限,当溶解氧贫乏时,难以对高含量底物进行测定;(3) 当由酶促反应产生的过氧化氢以足够高的浓度存在时,可能会使很多酶去活化;(4) 需采用较正的电位,抗坏血酸和尿酸等电活性物质也会披氧化,产生干扰信号。 第二代酶生物传感器(电子媒介体型)为了改进第一代酶生物传感器的缺点,现在普遍采用的是第二代酶生物传感器,即介体型酶生物传盛器。第二代生物传感器采用了含有电子媒介体的化学修饰层.此化学修饰层不仅能促进电子传递过程,使得响应的线性范围拓宽,电极的工作电位降低,同时,噪声、背景电流及干扰信号均小,且由于排除了过氧化氢,使得酶生物传感器的工作寿命延长.电子媒介体在近十年以来得到迅速发展,使用的媒介体种类也越不越多。 第三代酶生物传感器(直接电子传递型)是酶与电极间进行直接电子传递,是生物传感器构造中的理想手段.这种传感器与氧或其它电子受体无关,无需媒介体,即所谓无媒介体传感器,但由于酶分子的电活性中心深埋在分子的内部,且在电极表面吸附后易发生变形,使得酶与电极间难以进行直接电子转移,因此采用这种方法制作生物传感器有一定难度.。到目前为止,只发现辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶、醋氨酸酶、细胞色素C过氧化物酶、

电化学传感器的应用及发展前景

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

酶联免疫吸附测定法

酶联免疫吸附测定法(ELISA) 1.定义 (3) 2.原理 (3) 2.1抗原抗体反应 (3) 2.2免疫测定在临床检验中的应用 (5) 3.ELISA的类型 (5) 3.1双抗体夹心法测抗原: (6) 3.2双抗原夹心法测抗体 (6) 3.3间接法测抗体 (6) 3.4竞争法测抗体 (7) 3.5竞争性测抗原 (7) 3.6捕获包被法测抗体 (7) 3.7ABS-ELISA法 (8) 4.ELISA试剂的组成 (9) 4.1固相载体: (9) 4.2包被的方式 (9) 4.3包被用抗原:天然抗原、重组抗原、合成多肽抗原。 (10) 4.4包被的条件: (10) 4.5洗涤液: (10) 4.7酶的催化性; (11) 4.8结合物的制备 (11) 4.9结合物的保存 (12) 4.10酶的底物 (12) 4.11酶反应终止液 (12) 4.12参考标准品 (13) 4.13加样: (13) 4.14保温 (13)

4.15保温方式: (13) 4.16室温温育的反应 (13) 4.17洗涤 (14) 4.18显色 (14) 4.19比色 (14) 4.20酶标比色仪 (15) 4.21结果判定 (15) 4.22定量测定 (16) 4.23ELISA的操作要点 (16)

1.定义 酶联免疫吸附测定法(Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay),简称ELISA,采用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接,然后通过酶与底物产生颜色反应,对受检物质进行定性或定量分析的一种检测方法。 2.原理 采用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接,然后通过酶与底物产生颜色反应,可对受检物质的定性或定量分析。 2.1抗原抗体反应 2.1.1可逆性 抗原与抗体结合形成抗原抗体复合物的过程是一种动态平衡,其反应式为: Ag+Ab→Ag·Ab 抗体的亲和力(affinity),可以用平衡常数K表示:K=[Ag·Ab]/[Ag][Ab],Ag·Ab的解离程度与K值有关。高亲和力抗体的抗原结合点与抗原的决定簇在空间构型上非常适合,两者结合牢固,不易解离。解离后的抗原和抗体均能保持原有的结构和活性。 2.1.2特异性 抗原抗体的结合发生在抗原的决定簇与抗体的结合位点之间。化学结构和空间构型互补关系,具有高度的特异性。因此,在很多时候,测定某一特定的物质不需分离待测物。2.1.3最适比例 只有当抗原抗体的浓度比例是当时,才出现可见反应。 以沉淀反应为例(Ab量固定,Ag量递增)

酶生物传感器

酶生物传感器得应用进展 摘要:酶生物传感器就是将酶作为生物敏感基元,通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间得反应所产生得与目标物浓度成比例关系得可测信号,实现对目标物定量测定得分析仪器。与传统分析方法相比,酶生物传感器具有独特得优点:选择性高、反复多次使用、响应快、体积小、可实现在线监测、成本低,便于推广普及。本文主要论述生物酶传感器得特征、发展及酶传感器中应用得新技术。 关键词:酶生物传感器;进展;应用新技术 1概述 生物传感器(Biosensor)就是一类特殊得化学传感器,通过各种物理、化学型信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间得反应,然后将反应得程度用离散或连续得信号表达出来,从而得出被测物得浓度[1]。自1962年Clark[2]等人提出把酶与电极结合来测定酶底物得设想后,1967年Updike与Hicks[3]研制出世界上第一支葡萄糖氧化酶电极[2],用于定量检测血清中葡萄糖含量、此后,酶生物传感器引起了各领域科学家得高度重视与广泛研究,得到了迅速发展、 酶生物传感器就是将酶作为生物敏感基元,通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间得反应所产生得与目标物浓度成比例关系得可测信号,实现对目标物定量测定得分析仪器、与传统分析方法相比,酶生物传感辑就是由固定化得生物敏感膜与与之密切结合得换能系统组成,它把固化酶与电化学传感器结合在一起,因而

具有独特得优点:(1)它既有不溶性酶体系得优点,又具有电化学电极得高灵敏度;(2)由于酶得专属反应性,使其具有高得选择性,能够直接在复杂试样中进行测定、因此,酶生物传感器在生物传感器领域中占有非常重要得地位、生物传感器具有多样性、无试剂分析、操作简便、灵敏、快速、价廉、可重复连续使用等特点,已在食品发酵工业、临床医学、环境监测、军事科学等领域展现出十分广阔得应用前景[4-9]。 2酶生物传感器得基本结构 酶生物传感器得基本结构单元就是由物质识别元件(固定化酶膜)与信号转换器(基体电极)组成、当酶膜上发生酶促反应时,产生得电活性物质由基体电极对其响应、基体电极得作用就是使化学信号转变为电信号,从而加以检测,基体电极可采用碳质电极(石噩电板、玻碳电极、碳棚电极)、R电极及相应得修饰电极、 3酶生物传感器得分类 生物传感器按换能方式可分为电化学生物传感器与光化学生物传感器2种。 3、1电化学酶传感器 基于电子媒介体得葡萄糖传感器,具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、寿命长、抗干扰性能好等优点,尤为受到重视。二茂铁由于有不溶于水、氧化还原可逆性好、电子传递速率高等优点,得到了广泛得研究与应用。

电化学免疫传感器及其在临床检验中的应用进展

新技术、试剂与设备 电化学免疫传感器及其在临床检验中的应用进展* 贾立永1,郑 磊1,王 前1,干 宁2,Wen Wang3 (1.南方医科大学南方医院,广州510515;2.宁波大学宁波市新型功能材料及其制备科学 国家重点实验室培育基地,浙江315211;3.Queen M ary University of London,E14NS,U nited Kingdom) !关键词? 电化学; 免疫测定; 生物传感技术; 实验室技术和方法 DO I:10.3969/j.issn.1673 4130.2010.11.064 中图分类号:R446.61文献标识码:B文章编号:1673 4130(2010)11 1329 02 电化学免疫传感器将传感技术的高灵敏度和免疫反应的特异性结合起来,把抗原 抗体特异性反应过程中产生的信号通过换能器转变成电信号,从而对抗原或抗体进行定量检测。与传统的检测技术相比较,具有高灵敏度、高特异性、操作简便、分析速度快、价格低廉等优势,且易于实现自动化操作,已经在临床诊断、医疗保健、环境监测、食品安全等领域得到广泛应用,成为传感器领域的研究热点。 电化学免疫传感器的原理 电化学免疫传感器主要是由接受器(r eceptor)、换能器(t ransducer)和电子线路(electro nic contr ol circuit)三部分组成。固定在固相载体上的抗原或抗体构成传感器的敏感膜,即接受器。当样品中含有待测物时,待测物与接受器结合,产生化学量,由换能器将其转化成与分析物浓度有关的电信号,通过电子系统进行处理和显示。 电化学免疫传感器的分类 根据检测信号可分为电位型、电导型、电容型、电流型。其中电流型免疫传感器最为成熟,应用最广泛。 1.电位型 电位型免疫传感器是基于离子选择电极、气敏选择电极原理发展起来的。它是测量电位变化来进行免疫分析的生物传感器,反应过程中的电位变化值与待测物浓度的对数成正比,可直接或间接检测各种抗原、抗体,具有可实时监测、响应时间较快等特点。但是该类型免疫传感器由于不能很好的解决非特异性吸附和背景干扰等问题,灵敏度低,线性范围窄,实际应用有限。 L iang等[1]的研究表明三维立体疏松多孔壳聚糖的应用使电极具有高体表面积、良好的结构稳定性和亲水性,能够为电极表面固定蛋白提供良好的生物相容性环境,有效解决了电位型免疫传感器灵敏度低、线性范围窄等缺点。 2.电导型 电导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离子体,使溶液的导电能力发生改变,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。Rezaei等[2]制备的人生长激素(hG H)传感器由于灵敏度高(检测限为0.64pg/mL)、线性动态范围宽(3~100pg/mL),可取代对人体有害的放射免疫测定法。 电导法易受待测样品的离子强度与缓冲液电容影响,加之溶液的电阻是由全部离子移动决定的,而且难以克服非特异性吸附问题,因此电导型免疫传感器发展比较缓慢。 3.电容型 电容型免疫传感器是一种建立在双电层理论上的高灵敏度的免疫传感技术。用类似于电容器的物理方程来描述:C=A 0 /de。其中C为界面电容, 0为真空介电常数, 为电极/溶液界面物质介电常数,A是电极与溶液的接触面积,d是界面层厚度。电极/溶液的界面电容能灵敏反应界面物理化学性质的变化。该类型传感器就是基于将抗体固定在电极表面,当抗原抗体在电极表面结合时,界面电容相应地降低,据此进行定量检测。 制作电容型免疫传感器的关键是在金属电极或者半导体上形成电绝缘层。随着L B膜、自组装膜等技术的不断发展和完善[3],能够实现在分子水平上的定向组装,形成高度致密有序的单分子或多分子层,为制备高灵敏的电容型免疫传感器提供了很好的途径。Y ang等[4]首次报道了自组装金纳米单分子层检测沙门氏菌的电容型免疫传感器。 4.电流型 电流型电化学传感器制作简单,敏感度高,价格低廉,已经有商品化的产品。主要原理是利用氧化还原反应在传感器上产生的电流与电极表面的的待测物浓度呈正比,通过测量恒定电压下通过电化学室的电流来对待测物进行定量检测。电流型传感器既可以检测酶标二抗对底物的氧化还原产生的直接电子传递,也可以利用抗原抗体形成的免疫复合物对电子在电极表面的转移的阻滞,测定峰电流改变值来定量检测待测物。 W ang等[5]将F e3O4磁性纳米微粒、壳聚糖、酪氨酸酶按一定的比例混合,滴在玻碳电极表面,利用纳米生物复合膜提供大量固定酶的微环境,可防止酶的泄露,制备了用于酚类物质检测的高灵敏免疫传感器。 电化学免疫传感器在临床诊断中的应用 检测疾病特异性#诊断蛋白?(DP,即抗原/抗体)含量和种类对疾病诊断、病情分析、治疗方案制定和预后具有重要意义。而电化学免疫传感器是一种简便快速检测DP的方法。电化学免疫传感器在临床诊断方面广泛应用于肿瘤标志物、感染性疾病、自身免疫病等疾病的诊断。 1.电化学免疫传感器应用于肿瘤标志物检测 肿瘤标 *基金项目:广东省科技计划资助项目(2008A050200006);广东省科技计划资助项目(2010A0303000006)。 通讯作者,E mail:nflab @https://www.doczj.com/doc/a53130879.html,。

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