生物传感器1.ppt

1 非标记免疫传感器 原理： 抗体与抗原（蛋白质）的结合有高度选择性，当两者结合时，蛋白质分子发生各种性质变化，如携带的大量电荷会产生电位变化，继而引起事先固定了抗原或抗体的各种转换元件电化学及物理参数的改变。 优点： 仪器要求简单、操作容易、不需要额外试剂 缺点： 灵敏度较低、样品需要量大、非特异性吸附造成假阳性 2 标记免疫传感器 标记：以酶、荧光物质、电活性化合物、放射性同位素等为标记物。 （1）竞争法：用一定量的标记过的抗原加入到被测的非标记抗原中，此时非标记抗原与标记抗原与传感器表面抗体发生竞争反应，再通过抗原-抗体结合体中“标记”性信号的检测，实现非标记抗原的测量。 （2）夹心法：抗原与传感器表面抗体结合后，再加标记抗体与抗原结合，…… 标记免疫传感器 优点： 灵敏度高、选择性好，可做为常规方法使用 缺点： 需要标记物，操作较复杂 * 将生物体的成份（酶、抗原、抗体、DNA、激素）或生物体本身（细胞、细胞器、组织）固定化在一器件上作为敏感元件,探测产生的物理和化学量的变化，通过热电，压电，光电等转换元件转换成电信号输出的一种传感器,。生物传感器:一种装置,其采用某种生物敏感元件与转换器相连接.检测物质也可以是纯化学物质,识别元件是生物质 生物传感器的出现，是科学家的兴趣和科学技术发展及社会发展需求多方面双驱动的结果，经过30多年的发展，已经成为一个涉及内容广泛、多学科介入和交叉、充满创新活力的领域。 生物传感器利用生物活性物质选择性的识别和测定实现测 量，主要由两大部分组成：一为功能识别物质（分子识别元 件），由其对被测物质进行特定识别；其二是电、光信号转 换装置（换能器），由其把被测物所产生的化学反应转换成 便于传输的电信号或光信号。 * 将生物体的成份（酶、抗原、抗体、DNA、激素）或生物体本身（细胞、细胞器、组织）固定化在一器件上作为敏感元件,探测产生的物理和化学量的变化，通过热电，压电，光电等转换元件转换成电信号输出的一种传感器,。生物敏感膜又称分子识别元件,是生物传感器的关键元件，直接决定传感器的功能和质量。 待测物质经扩散作用进入固定生物膜敏感层，经分子识别而发生生物学作用，产生的信息如光、热、音等被相应的信号转换器变为可定量处理的电信号，再经二次仪表放大并输出，以电极测定其电流值或电压值，从而换算出被测物质的量或浓度。 生物传感器的选择性与分子识别元件有关，取决于与载体相结合的生物活性物质。 * * 微米量级的···· 表面等离子体共振是用于表征表面折射系数改变的光学专业技术，这里所说的表面一般是固相和液相间的界面 * 酶(enzyme)是细胞产生的、以蛋白质为主要成分、能加快反应速率、并且具有催化专一性的生物催化剂。 前面是她做为蛋白质的一些特性，作为催化剂高度专一性( specification)，或称特异性。“一种酶，一种底物”催化效率高。以分子比为基础，其催化效率是其他催化剂的107~1013倍。 * ····生物体内代谢过程中发生的化学反应绝大多数是在酶的催化下进行的，酶的存在是在生物体进行新陈代谢的必要条件。可以降低生化反应的活化能，使活化分子数大大增加，故少量的酶即可大大加快反应的速度。 有些酶(如脱氢酶)需要辅酶或辅基，若辅助成分除去，则酶不表现催化活性。 酶在体内的活力常常受多种方式调控，包括基因水平调控，反馈调节，激素控制，酶原激活等。 * * * 张变、扭曲效应。进行酶反应时，底物先与酶形成酶-底物复合物，由于互补不甚精确，从而导致底物产生某种张变、扭曲，使基态底物转变为过度态构象，降低活化能，加快反应速度, * 酸碱催化。酶分子中具有各种酸性或碱性氨基酸侧链，酸碱催化通过瞬时向反应物提供质子或从反应物中汲取质子，以稳定过渡态，加速反应。亲核、亲电子催化。在催化时，亲核催化剂或亲电子催化剂能分别放出电子或汲取电子并作用底物的缺电子中心或负电中心，迅速形成不稳定的共价复合物，降低反应自由能，加速反应。张变、扭曲效应。进行酶反应时，底物先与酶形成酶-底物复合物，由于互补不甚精确，从而导致底物产生某种张变、扭曲，使基态底物转变为过度态构象，降低活化能，加快反应速度 * 酶是高效、专一性强的生物催化剂。生物体内的各种化学反应都是在酶催化下进行的，但是自由酶在水溶液中很不稳定，可溶性酶一般只能一次性地起催化作用，同时，酶是蛋白质对热、高离子浓度、强酸、强碱及部分有机溶剂等均不够稳定，容易失活而降低其催化能力，这些不足大大限制了酶促反应的广泛应用。 酶(细胞)的固定化方法可大致分为吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等4种[2]。吸附法是指通过载体表面和酶表面间的次级键相互作用而达到酶固定化的方法，根据吸附剂的特点又可分为物理吸附和离子交换吸附。该法具有操作简便、