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物联网与传感器技术中的免疫传感器应用与问题

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:免疫传感器主要分为电位型和电流型两大类。如将CO2气敏电极用于抗生素、人IgG和地戈辛的免疫化学测定,离子选择性电极的免疫传感器也被用来检测前列腺素、皮质醇抗体和地戈辛抗体等。膜电位测量式免疫传感器存在的问题是信噪比低。

物联网与传感器技术中的免疫传感器应用与问题

众所周知,当一种称为抗原的外界异物侵入体内时,人体免疫系统为了抵御异物的侵入,即会产生一种能与异物结合的蛋白质(即抗体),从而使自身获得免疫性。人们的这种识别异己存在,并根据异物表面化学特征合成能与抗原稳定结合的抗体的能力,是生命最奇异的功能之一。免疫传感器主要分为电位型和电流型两大类。

1.电位型免疫传感器

根据不同的传感器原理发展了基于膜电位测量和基于离子电极电位测量两种电位型免疫传感器。前一种的测量原理是先通过聚氯乙烯膜把抗体固定在金属电极上,然后用相应的抗原与之特异性结合,造成抗体膜中的离子迁移率发生变化,从而使电极上的膜电位发生相应改变,膜电位的变化值与待测物浓度之间存在对数关系。根据膜电位变化值即可测出待测物浓度。离子选择性电极、pH电极和气敏电极成功地引入到电位型免疫传感器中,使灵敏度得以提高,发展了基于离子电极电位测量的电位型免疫传感器。如将CO2气敏电极用于抗生素、人IgG和地戈辛的免疫化学测定,离子选择性电极的免疫传感器也被用来检测前列腺素、皮质醇抗体和地戈辛抗体等。离子电极电位测量式免疫传感器的原理是先将抗体共价结合于离子载体,然后固定在电极表面膜内,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,从而测得抗原浓度。膜电位测量式免疫传感器存在的问题是信噪比低。因为大多数生物分子上的电荷密度相对于背景干扰(如离子)来说较低;另外,信号响应对pH值和离子强度等条件有明显依赖性,影响测量重现性。

2.电流型免疫传感器(www.xing528.com)

电流型免疫传感器的原理主要有竞争法和夹心法两类。前者是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,从而测定样品中的抗原浓度;后者则是在样品中的抗原与氧电极上的抗体结合后,再加酶标抗体与样品中的抗原结合,形成夹心结构,从而催化氧化还原反应,产生电流值变化。目前常见的免疫电极见表6-5。

表6-5 常见的免疫电极

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