电化学免疫传感器ppt课件.pptx

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1、第一篇第一篇 电化学免疫传感器电化学免疫传感器厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新电化学电化学免疫免疫传感器传感器1.11.1 电容型电容型免疫免疫传感器传感器电流型电流型免疫免疫传感器传感器根据根据20012001年年的对生物传感器分的对生物传感器分类标准类标准, ,电化学免疫电化学免疫传感器是基于抗原传感器是基于抗原 抗体反应的抗体反应的, ,可进行可进行特异性的定量或半定特异性的定量或半定量分析的自给式的集量分析的自给式的集成器件成器件, ,其中抗原其中抗原/ /抗抗体是分子识别元件体是分子识别元件, ,且与电化学传感元件且与电化学传感元件直接接触直接接触, ,并通过传并通过传感元件把

2、某种或者某感元件把某种或者某类化学物质浓度信号类化学物质浓度信号转变为相应的电信号。转变为相应的电信号。电位型电位型免疫免疫传感器传感器电导型电导型免疫免疫传感器传感器电容型免疫传感器电容型免疫传感器是一种高灵敏非标记型免疫传感技术。当金属电极与电解质溶液接触，在电极/溶液的界面存在双电层，它可以用类似于电容器的物理方程来描述：C=A0/d 其中C为界面电容，0为真空介电常数，为电极/溶液界面物质介电常数，A是电极与溶液的接触面积，d是界面层厚道。电极/溶液的界面电容能灵敏反应界面物理化学性质的变化，当极性低的物质吸附到电极表面上时，d就会增大，就会减少，从而使界面电容降低。电容型免疫传感器就

3、是基于将抗体固定在电极表面，当抗原抗体在电极表面复合时，界面电容相应地降低，据此检测抗原的量。厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新电位型免疫传感器电位型免疫传感器是基于测量电位变化来进行免疫分析的生物传感器,集酶联免疫分析的高灵敏度和离子选择电极、气敏电极的高选择性于一体,直接或者间接用于各种抗原、抗体的检测,它具有可实时监测、响应时间较快等特点。根据不同的传感器原理发展了基于膜电位测量和基于离子电极电位测量两种电化学免疫传感器。前一种膜电位测量因其免疫电极灵敏度低,故未得到实际应用。后一种离子选择性电极免疫传感器的原理是先将抗体共价结合于离子载体,然后固定在电极表面膜内,当样品中的抗原选择

4、性地与固定抗体结合时,膜内离子载体性质发生改变而导致电极上电位的变化,从而测得抗原浓度。厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新电导型免疫传感器导电率测量法可大量用于化学系统中，因为许多化学反应都产生或消耗多种离子体，从而改变溶液的总导电率。通常是将一种酶固定在某种贵重金属电极上（如金、银、铜、镍、铬），在电场作用下测量待测物溶液中导电率的变化。厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新电流型免疫传感器电流型免疫传感器测量的是恒定电压下通过电化学室的电流，待测物通过氧化还原反应在传感电极上产生的电流与电极表面的待测物浓度成正比。此类系统有高度的敏感性，以及与浓度线性相关性等优点。原理主要有竞争法和夹

5、心法两类。前者是用酶标抗原与样品中的抗原竞争结合氧电极上的抗体,催化氧化还原反应,产生电活性物质而引起电流变化,从而测定样品中的抗原浓度;后者则是在样品中的抗原与氧电极上的抗体结合后,再加酶标抗体与样品中的抗原结合,形成夹心结构,从而催化氧化还原反应,产生电流值变化。厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新检测食品中毒素的种类及电化学免疫传感器类型检测食品中毒素的种类及电化学免疫传感器类型毒素毒素免疫传感器类型免疫传感器类型标记酶标记酶检出限检出限SEB阻抗型 10pg/mLAFB1电导型辣根过氧化酶0.1ng/mLAFB1阻抗型 0.1g/LAFB1电流型碱性磷酸酶20pg/mLAFB1电流型

6、辣根过氧化酶0.07ng/mLAFM1阻抗型 15ng/LAFM1电流型辣根过氧化酶39ng/L河豚毒素(TTX)电流型碱性磷酸酶0.016ng/mL赫曲霉毒素A (OTA)电流型碱性磷酸酶0.2ng/mL烟曲霉毒素(Fm s)电流型辣根过氧化酶5g/L共价建合法交联法 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新包埋法吸附法介孔材料表介孔材料表面生物分子面生物分子的固定方法的固定方法 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新第二篇第二篇 应用应用酶酶/ /酶免疫电极最佳制备方式的确定酶免疫电极最佳制备方式的确定及其微观分析及其微观分析 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新预处预处理理戊二戊二醛醛镀

7、铂镀铂GODGOD抗体抗体原理：首先将酶固定在电极表面上(或经修饰的电极表面上)，然后利用双官能团交联剂(戊二醛)将抗体耦联在酶上，由此即制得酶免疫电极.酶电极通过戊二醛作用与抗体相连,抗体可能改变了酶的结构或占据了酶的活性中心，从而降低了酶对底物的催化效率.抗原与抗体结合后,部分地恢复了酶固有的构型或是部分地释放了酶的活性中心,这样就又提高了酶的催化活性，抗原同抗体的结合调制了由酶催化活性的改变而引起的介体电极的响应电流的变化,从而达到检测抗原的目的。 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新利用电化学方法测定各种实验条件下酶电极、利用电化学方法测定各种实验条件下酶电极、酶免疫电极的电化学响应

8、特性酶免疫电极的电化学响应特性, ,以期确定以期确定这种新型生物电极的最佳制备条件这种新型生物电极的最佳制备条件1)1)酶免疫电极最佳制备条件是酶免疫电极最佳制备条件是: :镀铂状态下镀铂状态下, ,30U GOD30U GOD、0.8 mg/0.8 mg/mLmL SEC1 SEC1抗体抗体. .2)2)以所制备的以所制备的SEC1SEC1酶免疫电极检测酶免疫电极检测SEC1SEC1抗原抗原, ,在在06Lg/L06Lg/L范围内范围内, ,响应电流随抗原响应电流随抗原浓度呈线性变化浓度呈线性变化. .超过超过10Lg/L10Lg/L时时, ,响应常会达响应常会达到饱和状态到饱和状态. .抗

9、原浓度的进一步提高抗原浓度的进一步提高, ,将导致将导致响应下降响应下降, ,这符合免疫分析中的钩状效应这符合免疫分析中的钩状效应. .饲料中黄曲霉毒素饲料中黄曲霉毒素 B1 B1 的纳米金的纳米金修饰电化学免疫传感器研究修饰电化学免疫传感器研究 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新 同时固定四羧基酞菁钴（CoPc）、HRP 酶标记黄曲霉毒素 B1 抗体（HRP- Ab- AFB1）以及纳米金微粒在玻碳电极表面的 Nafion 膜上，制备了可用于快速测定饲料中黄曲霉毒素 B1（AFB1） 的新型电化学传感器（GCE| Nafion/CoPc/Au/HRP- Ab- AFB1）。 CoPc 对

10、 H2O2的还原具有催化作用；当该传感器在含 AFB1 样品的溶液中温育 20 min 后，AFB1 与 Ab- AFB1 的免疫结合导致 HRP 的活性中心与 CoPc 之间的电子传递被部分阻碍，使 HRP 对 H2O2电催化氧化电流 Io 降低。Io 与 AFB1 浓度在 1.0200 ng/mL 呈线性关系，检测限为0.5 ng/ mL。 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新石墨烯石墨烯/ /导电高分子导电高分子/ /离子液体修饰的离子液体修饰的黄曲霉毒素黄曲霉毒素B1B1免疫传感器的制备及应用免疫传感器的制备及应用 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实

11、 尚新尚新研究表明：研究表明：石墨烯和纳米金的引入明显提高了修饰层的电石墨烯和纳米金的引入明显提高了修饰层的电子转移速率，电极的表观活性面积由裸电极的子转移速率，电极的表观活性面积由裸电极的 0.1772 cm0.1772 cm2 2 增加到增加到 0.2640 cm0.2640 cm2 2。当。当AFB1AFB1浓度在浓度在3.23.21010-15-153.23.21010-13-13 mol/L mol/L范围内，传感器的范围内，传感器的交流阻抗响应值与浓度的呈线性关系，相关系交流阻抗响应值与浓度的呈线性关系，相关系数数R R2 2=0.994=0.994，检出限为，检出限为 1.11.

12、11010-15-15 mol/L mol/L，传，传感器在感器在4 4下保存下保存2020周以上，电化学响应保持基周以上，电化学响应保持基本不变。本不变。一种基于纳米金一种基于纳米金/ /石墨烯石墨烯/ /普鲁士蓝（普鲁士蓝（PBPB）修饰玻碳电极非标记免疫传感器修饰玻碳电极非标记免疫传感器 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新传感器在含不同浓度人传感器在含不同浓度人lgGlgG的的PBSPBS溶液（溶液（pH6.98pH6.98）中测定，响应电流与人）中测定，响应电流与人lgGlgG浓度在浓度在 5.55455.5ng/ml 5.55455.5ng/ml 范围内有良好的线性关系，范围内有

13、良好的线性关系，R R2 2=0.9926=0.9926，检出限，检出限为为0.012ng/ml0.012ng/mlPBPBGCEGCEPB/GCEPB/GCE抗体抗体GEGE氯金酸氯金酸GE/PB/GCEGE/PB/GCEGNPGNPS S/GE/PB/GCE/GE/PB/GCEBSABSASelf-assembled graphene platelet-glucose oxidase nanostructures for glucose biosensing 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新传感器响应电流与葡萄糖浓度在传感器响应电流与葡萄糖浓度在 222 222 mMmM 范围内有良好的线性关系，范围内有良好的线性关系，R R2 2=0.=0.99879987，在信噪比为，在信噪比为3 3的时候检出限为的时候检出限为20M20M金纳米粒子金纳米粒子- -壳聚糖壳聚糖- -石墨烯纳米复合材料的制备石墨烯纳米复合材料的制备及其在生物电化学中的应用及其在生物电化学中的应用 厚德厚德 笃学笃学 崇实崇实 尚新尚新修饰电极不仅可成功地实现GOD 与电极间的直接电子转移，还对葡萄糖表现出良好的催化性能。催化的线性范围为2.15.7mol/L, 检出限为0.7 mol/L, 灵敏度为79.71 mAcm2mM1