電化學免疫傳感器?你想問的是無標記電化學免疫傳感器原理是什么吧,基于抗原和其特異性抗體結合形成穩定的抗原抗體復合物。無標記電化學免疫傳感器的測定原理基于抗原或半抗原和其特異性抗體結合形成穩定的抗原抗體復合物,是耦聯含有抗原或抗體分子的生物敏感膜與信號轉換器的一種新型生物傳感器。那么,電化學免疫傳感器?一起來了解一下吧。
電化學生物傳感器。電化學生物傳感器分為酶電極傳感器、微生物電極傳感器、電化學免疫傳感器、組織電極與細胞器電極傳感器、電化學DNA傳感器等。
電化學生物傳感器
電化學生物傳感器作為最早問世的—類生物傳感器,主要是采用固體電極作為基礎電極,將生物活性作為分子識別物固定在電極表面,然后通過生物分子間的特異性識別作用,使目標分子捕獲到電極表面,基礎電極將濃度信號轉換成電勢,電流,電阻或電容等可測量的電信號作為響應信號,從而實現對目標分析物的定量或者定性分析。
電化學生物傳感器由 生物識別元件,信號轉換器,數據分析儀組成:
┈┏離子選擇電極
┏電位型電極┫
電化學電極┫┗氧化還原電極
┃
┗電流型電極━氧電極
電位型電極:
離子選擇電極:離子選擇電極是一類對特定的陽離子或陰離子呈選擇性響應的電極,具有快速、靈敏、可靠、價廉等優點。在生物醫學領域常直接用它測定體液中的一些成分(例如H+,K+,Na+,Ca2+等)。
氧化還原電極:氧化還原電極是不同于離子選擇電極的另一類電位型電極。這里指的主要是零類電極。
電流型電極
氧電極:有不少酶特別是各種氧化酶和加氧酶在催化底物反應時要用溶解氧為輔助試劑,反應中所消耗的氧量就用氧電極來測定。此外,在微生物電極、免疫電極等生物傳感器中也常用氧電極作為信號轉換器,因此氧電極在生物傳感器中用得很廣。
癌癥診斷新時代:MXene智能電化學適配體傳感器的革新突破
在醫學科技的前沿,癌癥的早期診斷一直是科研人員的首要目標。傳統的影像技術如PET和CT雖有其作用,但對于早期標志物的捕捉卻顯得力不從心。然而,一種新型的電化學生物傳感器——MXene基適配體傳感器,因其卓越的敏感度和經濟性,正在迅速成為癌癥早期檢測領域的研究焦點。Arpana Parihar等科學家在《Nano-Micro Letters》上分享的智能MXene傳感器,為我們揭示了這種革命性技術的潛力和挑戰。
MXene的魔法公式
MXene,源自MAX相材料的轉化,其獨特的M和A層結構賦予了它獨特的1D-3D維度,擁有驚人的比表面積,為癌癥標志物的精確捕捉提供了理想的平臺。通過球磨、氧化、高溫合成和酸洗等一系列精細操作,MXene的高導電性和導熱性得以展現,同時,其性質可通過表面改性進行調整,以適應不同應用場景。
智能適配體的精密設計
適配體作為生物識別的“超能力者”,在MXene傳感器中扮演著關鍵角色。它們的穩定性和大規模合成能力,使得MXene能夠準確識別和捕獲癌癥特有的分子標記,如MUC1、OPN和miR-21。
第一、基礎醫學
電化學生物傳感器利用了生物反應的特異性,同時具有電化學分析方法的高靈敏度,因此可以實現對生物大分子之間相互作用的實時檢測。對于抗原、抗體之間結合與解離的動態平衡可以直觀地觀察到,并且較為準確地測定抗體的親和力及識別抗原表位。
左手一個免疫球蛋白(IgG)抗體右手一個鉭電極,可以應用于基礎醫學研究的電化學生物傳感器誕生啦!Gebbert等用硅烷化的方法將免疫球蛋白(IgG)抗體固定在鉭電極上,形成的電化學生物傳感器能夠在流通體系中檢測IgG。其意義在于對灌注反應器中培養雜化細胞過程中產生的單克隆抗體進行實時監測。無需使用任何標記試劑,操作簡便,且能監測動態變化,可以預見,在未來的基礎醫學研究中,電化學生物傳感器會有更加廣泛的應用。
第二、生物醫藥
電化學生物傳感器的實時監測性同樣被廣泛應用與生物工程技術制藥領域,它能夠對生化反應進行嚴格監視,并且迅速地獲取實時生產數據,大大加強了生物工程產品的質量管理效率。
目前,在癌癥藥物的研制方面它正產生著不小的作用。有研究者實現了對癌細胞的體外培養,并通過電化學生物傳感器準確地測試癌細胞對各種治癌藥物的反應,經過一系列研究性試驗可快速篩選出擁有最佳反應藥效的治癌藥物。
電化學生物傳感器
傳感器與通信系統和計算機共同構成現代信息處理系統。傳感器相當于人的感官,是計算機與自然界及社會的接口,是為計算機提供信息的工具。
傳感器通常由敏感(識別)元件、轉換元件、電子線路及相應結構附件組成。生物傳感器是指用固定化的生物體成分(酶、抗原、抗體、激素等)或生物體本身(細胞、細胞器、組織等)作為感元件的傳感器。電化學生物傳感器則是指由生物材料作為敏感元件,電極(固體電極、離子選擇性電極、氣敏電極等)作為轉換元件,以電勢或電流為特征檢測信號的傳感器。圖1是電化學生物傳感器基本構成示意圖。由于使用生物材料作為傳感器的敏感元件,所以電化學生物傳感器具有高度選擇性,是快速、直接獲取復雜體系組成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技術、食品工業、臨床檢測、醫藥工業、生物醫學、環境分析等領域獲得實際應用。
根據作為敏感元件所用生物材料的不同,電化學生物傳感器分為酶電極傳感器、微生物電極傳感器、電化學免疫傳感器、組織電極與細胞器電極傳感器、電化學DNA傳感器等。
(1) 酶電極傳感器
以葡萄糖氧化酶(GOD)電極為例簡述其工作原理。在GOD的催化下,葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O7)和過氧化氫:
根據上述反應,顯然可通過氧電極(測氧的消耗)、過氧化氫電極(測H2O2的產生)和pH電極(測酸度變化)來間接測定葡萄糖的含量。
以上就是電化學免疫傳感器的全部內容,間接型電化學免疫傳感器通常是采用酶或其他電活性化合物進行標記,將被測抗體或抗原的濃度信息加以化學放大,從而達到極高的靈敏度。電化學免疫傳感器的例子有:診斷早期妊娠的hCG免疫傳感器;診斷原發性肝癌的甲胎蛋白(AFP或αFP)免疫傳感器;測定人血清蛋白(HSA)免疫傳感器;還有IgG免疫傳感器、。