現代化學分析

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結合在一起的新型生物分析方法這一方法不需要任何標記且儀器構造簡單、操作方便引起人們的濃厚興趣逐漸成為生物傳感器領域中的一項研究熱點。本文就壓電免疫傳感器及壓電基因傳感器在微生物、蛋白質及基因檢測等方面的研究應用作一綜述。壓電生物傳感器將在分子生物學、疾病診斷和治療、新藥開發、司法鑒定等領域具有很大開發潛力。關鍵詞壓電生物傳感器微生物蛋白質基因Electricalbi

2、osensAbstractPiezoelectricbiosensisahighsensitivepiezoelectricsenswiththespecificbiologicalresponsetogethernewbiologicalanalysismethodthismethoddoesnotneedanytagsequipmentsimplestructureconvenientoperationarousepeoplesin

3、terestgraduallybecomearesearchhotspotinthefieldofbiosenss.Inthispaperthepiezoelectricimmunosenspiezoelectricgenesensinmicrobiologyproteingeictestingofapplication.Piezoelectricbiosenswillinmolecularbiologydiseasediagnosis

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

5、各國學術界和工業界所矚目。生物傳感器根據檢測原理的不同可分類為:光學生物傳感器、電化學生物傳感器以及壓電生物傳感器等。隨著傳感器工藝技術的提高和運用的推廣壓電生物傳感器成為生物傳感器領域中的一項研究熱點。為此本文就壓電生物傳感器的研究現狀和應用作一綜述。1壓電生物傳感器的基本原理1880年雅克.居里和皮埃爾.居里兄弟首先發現了石英等一些晶體的壓電現象后來1959年Sauerbrey推導出氣相中有關晶體表面所載質量與諧振頻移的Sauerb

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

7、導致壓電石英晶體頻率變化的兩個主要作用機理。因此根據檢測原理的不同壓電生物傳感器分為質量響應型和非質量響應型它們在免疫學、微生得了線性范圍。而且在相同的混合液中對酵母菌無響應因而具有一定的特異性。腸道菌的檢測Plomer[2]在1992年介紹了一種可以檢測食物以及飲用水中的所有腸道細菌壓電免疫傳感器。他們通過蛋白A將抗腸道細菌共同抗原的單克隆抗體包被在10MHz的石英晶體表面。實驗中以大腸桿菌為例菌液濃度在106～109個Πml范圍內可

8、引起晶體頻率有意義改變。這樣通過頻率的變化可以測出腸道細菌的數量。1995年Carter[3]報道利用壓電QCM快速檢測第0139血清型霍亂弧菌。將此型霍亂弧菌的抗體固定在10MHzAT切石英晶體上反應體系孵育一小時后檢測。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出105ml1個0139型霍亂弧菌。1998年Park[4]通過利用一種稱為Sulfo2LC2SPDP的物質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可促

9、進抗體與金膜層的結合以提高檢測的靈敏度和特異性。反應緩沖液為011moleΠL的磷酸鹽pH712。傳感器響應達到穩定需要30～90分鐘可檢測菌懸液的濃度范圍是919105～118108CFUΠml。愛滋病病毒的檢測愛滋病嚴重威脅著人類的健康關于用壓電傳感器檢測愛滋病病毒也有報道[5]。將HIV人工合成肽固定于晶體表面標本中若有抗HIV抗體則會與肽鏈發生反應引起晶體頻率改變。②用于激素、免疫球蛋白等蛋白物質的定性定量:胰島素的檢測Suri