生物医学传感与检测原理- 习题及答案 侯文生 ch08 生物标志物的传感检测新技术.docx

第八章 生物标志物的传感检测新技术 简答题 简述SPR传感器的原理及生物医学应用。 答：SPR免疫传感器通过折射率的变化来检检测金属敏感表面的分子结合情况。SPR免疫传感器可以有效地确认生物液体。 简述压电晶体免疫传感器的检测原理及优点。 答：压电传感器的基本原理是某些电解质材料受力后可产生压电效应及基于压电效应的质量- 频率关系，压电晶体免疫传感器是利用压电晶体对质量变化的敏感性及抗原抗体结合的特异性而建立的一种新型生物传感检测系统，又称为石英晶体微天平(QCM)，可用于多种抗原或抗体的快速、定量检测及反应动力学研究。此类传感器克服了传统免疫检测费时、昂贵及需要标记等不足，在临床实验室诊断、病原微生物检测和食品安全监测等领域有着广泛的应用前景。 简述仿生传感器的生物医学应用。 答：在医疗领域中，仿生传感器技术可以用于体内、体外、非侵入性和微创性检测。其中，体内仿生传感器主要应用于体内环境的监测和疾病的诊断。它可以通过直接植入人体或器官内，监测身体的各项指标，并及时提供数据给医生，从而辅助医学诊断、疾病治疗和健康管理。 简述基因芯片的生物医学应用。 答：疾病诊断领域；药物研发；帮助筛选新的药物靶标；早期孕期检测；研究肿瘤的发生和发展；分子生物学领域；疫苗研发领域；个性化医疗。 简述蛋白质芯片的生物医学应用。 答：特异性抗原的检测；蛋白质与核酸反应检测；药物筛选及新药物的研制开发。 简述微流控芯片的特点及优势。 答：它的工作原理是利用离子在溶液中的浓度变化引起的电荷状态的变化来改变场效应晶体管的导电性能。 尝试设计一个基于微流控芯片的触觉监测系统，并简述其测量原理。 答：略。 简述微流控芯片在可穿戴生化检测领域的潜在应用，并尝试给出检测方案。 答：1. DNA检测 DNA检测是微流控芯片技术在生物检测领域应用的重要方向。其主要原理是把DNA经过放电处理，将其分解成碎片。然后将所需检测的DNA充分混合在一起，使其与被测样品中的DNA杂交成复合体。在 过程中，通过荧光标记的探针将某些酶作为标记植入到样品中，通过某些信号指标，即可判断出样品DNA是否存在，并将其质谱分析后进行鉴定。 2. 蛋白质检测 微流控芯片技术在蛋白质检测中的应用也具有广阔的前景。通过表面接枝技术引入特定的抗原抗体，将蛋白质固定在微流控芯片表面，然后检测分离蛋白质和分析蛋白质数量，以达到鉴定蛋白质的作用。这种技术可以与质谱分析相结合，可用于定量和定性检测蛋白质。同时，还可以检测蛋白质的关键诊断和监测问题。 3. 免疫检测 免疫检测是微流控芯片技术在生物检测中应用的另一重要方向。通过特定免疫学技术，将指定或特定的抗体与检测对象上的特异构造发生免疫组合反应，从而检测出所需检测的成分，以达到确诊作用。免疫检测可以用于诊断疾病、安全检测等方面。 简述微流控芯片上液滴体系用于生物医学传感检测的优势。 答：在速度、分析通量、试剂消耗、过程控制、自动化和操作的灵活性等方面具有突出优点，特别是体外反应区室化可以实现定量分析。通常，液滴可以通过两种不相溶流体层之间的不稳定流动自发产生。每个液滴都与其他液滴分隔开来作为一个独立的反应容器。更重要的是，液滴可以以很高的频率产生，这意味着上百万的单一反应可以在一个实验中开展。 简述器官芯片的优势及生物医学应用。 答：具有微型化、连续性、实时监测等诸多优点。目前用于肿瘤实验的模型主要分为四类，即以培养基为主的细胞模型，以小鼠为代表的动物模型，基于数据处理的虛拟模型，以及以器官芯片为主的微流控体系。培养基模型固然筒单方便，但只能基于细胞水平进行药物活性测试，不能模拟细胞在体内的徽环境，动物模型虽然便于药理研究，但成本高、与人体组织器官同源性差，且涉及伦理道德问题；虛拟模型具有快速、 高效、多样化的特点，但由于生理或药理作用不够明确，只能进行疔效预测和参考。基于以上问题有待解决，器官芯片应运而生。