現(xiàn)代化學(xué)分析

1、電生物傳感器摘要壓電生物傳感器是一種將高靈敏的壓電傳感器與特異的生物反應(yīng)結(jié)合在一起的新型生物分析方法這一方法不需要任何標(biāo)記且儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便引起人們的濃厚興趣逐漸成為生物傳感器領(lǐng)域中的一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。本文就壓電免疫傳感器及壓電基因傳感器在微生物、蛋白質(zhì)及基因檢測(cè)等方面的研究應(yīng)用作一綜述。壓電生物傳感器將在分子生物學(xué)、疾病診斷和治療、新藥開發(fā)、司法鑒定等領(lǐng)域具有很大開發(fā)潛力。關(guān)鍵詞壓電生物傳感器微生物蛋白質(zhì)基因Electricalbi

2、osensAbstractPiezoelectricbiosensisahighsensitivepiezoelectricsenswiththespecificbiologicalresponsetogethernewbiologicalanalysismethodthismethoddoesnotneedanytagsequipmentsimplestructureconvenientoperationarousepeoplesin

3、terestgraduallybecomearesearchhotspotinthefieldofbiosenss.Inthispaperthepiezoelectricimmunosenspiezoelectricgenesensinmicrobiologyproteingeictestingofapplication.Piezoelectricbiosenswillinmolecularbiologydiseasediagnosis

4、treatmentnewdrugdevelopmentjudicialauthenticationotherfieldshasgreatdevelopmentpotential.Keywds:piezoelectricbiosensmicrobialproteingenes將微電子科技運(yùn)用在醫(yī)學(xué)及生物學(xué)研究領(lǐng)域的生物傳感器(Biosens)目前已家喻戶曉。由于生物傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)研究及臨床診斷提供了一種快速、操作簡(jiǎn)便的新型手段因而已廣為

5、各國(guó)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界所矚目。生物傳感器根據(jù)檢測(cè)原理的不同可分類為:光學(xué)生物傳感器、電化學(xué)生物傳感器以及壓電生物傳感器等。隨著傳感器工藝技術(shù)的提高和運(yùn)用的推廣壓電生物傳感器成為生物傳感器領(lǐng)域中的一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。為此本文就壓電生物傳感器的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用作一綜述。1壓電生物傳感器的基本原理1880年雅克.居里和皮埃爾.居里兄弟首先發(fā)現(xiàn)了石英等一些晶體的壓電現(xiàn)象后來1959年Sauerbrey推導(dǎo)出氣相中有關(guān)晶體表面所載質(zhì)量與諧振頻移的Sauerb

6、rey方程:△F=KF2△MΠA△F———晶體吸附外來物質(zhì)后振動(dòng)頻率的變化(Hz)K———常數(shù)A———被吸附物所覆蓋的面積F———壓電晶體的基本頻率(MHz)△M———被吸附物質(zhì)的質(zhì)量從方程可知石英晶片在氣相中振蕩時(shí)△F與△M呈簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。如果設(shè)法讓晶體選擇性地吸附外源性生物活性物質(zhì)便能制成壓電生物傳感器。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):在液相中石英晶體不僅對(duì)質(zhì)量敏感而且會(huì)受到溫度、氣壓、液體密度、粘度、介電常數(shù)等多因素影響但其中質(zhì)量負(fù)載和粘性耦合是

7、導(dǎo)致壓電石英晶體頻率變化的兩個(gè)主要作用機(jī)理。因此根據(jù)檢測(cè)原理的不同壓電生物傳感器分為質(zhì)量響應(yīng)型和非質(zhì)量響應(yīng)型它們?cè)诿庖邔W(xué)、微生得了線性范圍。而且在相同的混合液中對(duì)酵母菌無響應(yīng)因而具有一定的特異性。腸道菌的檢測(cè)Plomer[2]在1992年介紹了一種可以檢測(cè)食物以及飲用水中的所有腸道細(xì)菌壓電免疫傳感器。他們通過蛋白A將抗腸道細(xì)菌共同抗原的單克隆抗體包被在10MHz的石英晶體表面。實(shí)驗(yàn)中以大腸桿菌為例菌液濃度在106～109個(gè)Πml范圍內(nèi)可

8、引起晶體頻率有意義改變。這樣通過頻率的變化可以測(cè)出腸道細(xì)菌的數(shù)量。1995年Carter[3]報(bào)道利用壓電QCM快速檢測(cè)第0139血清型霍亂弧菌。將此型霍亂弧菌的抗體固定在10MHzAT切石英晶體上反應(yīng)體系孵育一小時(shí)后檢測(cè)。這一壓電傳感器可以在有01型霍亂弧菌存在的情況下檢測(cè)出105ml1個(gè)0139型霍亂弧菌。1998年P(guān)ark[4]通過利用一種稱為Sulfo2LC2SPDP的物質(zhì)來連接巰基化的沙門氏菌抗體和石英晶體表面金膜層該物質(zhì)可促

9、進(jìn)抗體與金膜層的結(jié)合以提高檢測(cè)的靈敏度和特異性。反應(yīng)緩沖液為011moleΠL的磷酸鹽pH712。傳感器響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定需要30～90分鐘可檢測(cè)菌懸液的濃度范圍是919105～118108CFUΠml。愛滋病病毒的檢測(cè)愛滋病嚴(yán)重威脅著人類的健康關(guān)于用壓電傳感器檢測(cè)愛滋病病毒也有報(bào)道[5]。將HIV人工合成肽固定于晶體表面標(biāo)本中若有抗HIV抗體則會(huì)與肽鏈發(fā)生反應(yīng)引起晶體頻率改變。②用于激素、免疫球蛋白等蛋白物質(zhì)的定性定量:胰島素的檢測(cè)Suri