电化学免疫传感器的应用

分子识别材料：抗原或抗体
• 分子识别基本原理：Ag十Ab
Ag·Ab
• 分类
• 放射性免疫分析（RIA）
• 酶联免疫分析 （ELISA）
• 发光免疫分析 （LIA）
• 电化学免疫分析（ECI教A学）ppt
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电化学免疫分析法
• 是将免疫技术与电化学检测相结合的一种分析方法 • 1951年，由Breyer和Radclif首次应用，极谱法测定由偶氮标记
电化学免疫传感器的应用
分析化学专业 丁红红
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目录
1 前言
• 免疫分析 • 电化学免疫分析
2 电化学免疫传感器
• 免疫传感器 • 电化学免疫传感器
3 发展及展望
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前言
• 1.免疫分析（Immunoassay）
• 概念 ：基于用抗体或抗原作为选择性化学试 剂以分析测定抗原或抗体及半抗原的分析方法。
传感器和SPR型免疫传感器等。
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• 2.电化学免疫传感器
• 是一种将电化学分析方法与免疫学技术相结合而发展出来 的具有快速、灵敏、选择性高、操作简便等特点的生物传 感器。
• 根据2001年ＩＵＰＡＣ的对生物传感器分类标准,电化学 免疫传感器是基于抗原 抗体反应的,可进行特异性的定量 或半定量分析的自给式的集成器件,其中抗原/抗体是分子 识别元件,且与电化学传感元件直接接触,并通过传感元件 把某种或者某类化学物质浓度信号转变为相应的电信号。
的抗原 • 六七十年代后 电分析技术方法的发展： • 液相色谱电化学分析 • 电化学流动注射分析 • 微分脉冲伏安法 • 阳极溶出伏安法
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电化学免疫传感器
1 免疫传感器
与测定抗原抗体反应有关的传感器 1990年Henry等提出 结构：感受器、转换器、 电子放大器。 分类：电化学免疫传感器、光学免疫传感器、压电免疫
• Yamamoto 等分别将HCG抗原或其抗体固定在钛金属电极表 面,检测了HCG及其抗体
• 国内学者彭图治等分别报道了对人CA15－3、 AFP、IgG、 HBsAg的直接检测.（彭图治，祝方猛等.测定甲胎蛋白的非 标记电位型免疫传感器.应用化学，1998，01：47－49）
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2.1.2 酶标记电位型免疫传感器
将免疫化学的专一性和酶化学的灵敏性融为一体,对低含量物 质的检测。
标记酶:辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶、碱性磷酸酶和脲酶。
酶标记传感器(电位型或电流型),最后均可归结为是对NADH、 苯酚、O2 、H2O2 、NH3及新近开发的电活性物质的检出。
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应用
• Ghindilis报道了一种无介质反应体系。它用一种具有 电催化活性的生物催化剂(如乳糖酶)来标记抗胰岛素 抗体。与固定在电极上的胰岛素特异性结合，乳糖酶 催化电极上氧的电还原反应，从而使电极上电位增加， 其增加值与溶液中游离抗原(胰岛素)浓度有比例关系。 检测胰岛素,获得了很宽的线性范围(300 mV) （Direct electron transfer catalyzed by enzymes : application for biosensor development[J ] .Biosens Bioelectron ,2000 ,28(2) :84－89）
• 根据检测信号的不同,电化学免疫传感器可分为电位型、 电流型、电导型和电容型。
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• 2.1 电位型免疫传感器
• 2.1.1 直接型电位免疫传感器
• 原理
• 利用抗原或抗体在水溶液中两性解离本身带电的特性,将其 中一种固定在电极表面或膜上,当另一种与之结合形成抗原抗 体复合物时,原有的膜电荷密度将发生改变,从而引起膜的 Donnan 电位和离子迁移的变化,最终导致膜电位改变。
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参比电极
抗原
结合抗体的膜
原理：先通过聚氯乙烯膜把抗体 固定在金属电极上，然后用相应 的抗原与之特异性结合．抗体膜
中的离子迁移移率
随之发生变化，从而使电极上的 膜电位也相应发生改变。膜电位 的变化与待测物浓度之间存在对
数关系
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• 应用
• 早期的研究者利用此原理测定了人血清中的梅毒抗体、人 血清白蛋白,并完成了血清鉴定
• 主要是根据抗原和标记抗原对定量抗体进行竞争结合，
而标记抗原与抗体结合后氧化或还原电流减少。
应用
二茂铁标记吗啡，以伏安免疫测定法，测定二茂铁— 吗啡结合物在抗吗啡抗体的存在与不存在时的氧化作 用，在抗体存在时，由二茂铁—吗啡结合物产生的氧 化电流减少，这个结果构成对吗啡均相测定的依据。 使用的工作电位为500mv，因此很容易使其他药物氧化， 选择性欠佳。（孙宝元 杨宝清主编.传感器及其应用 手册.北京：机械工业出版社，2004 ：348）
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• 发展
• 敏感膜如PVC 膜、醋酸纤维素膜、聚合物薄膜、蚕丝 膜,以及固定化技术、膜电极制备技术的提高
• 离子选择电极( ISE）、pH 电极和气敏电极的发展 • 不足之处 • 较低的信号/ 噪声比; • 线性范围窄; • 与ISE（离子选择电极）相联系的免疫传感器不可避免
地要受到其他离子的影响。
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• 刘志国用纳米金的优良吸附性能和褐藻酸钠的强负电性， 将褐藻酸钠通过胱胺共价修饰到纳米金表面形成褐藻酸 钠-纳米金复合物（ASN）标记T3 抗体（三碘甲状腺氨 酸抗体）；用为Fe(CN)63-/4-电化学探针，用循环伏安法 获取金电极表面微环境改变的电流信息来检测T3抗体， 检测的线性范围为100-1600ng/ml，检出限为45ng/ml
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电流型免疫传感器
概念 在恒定电压的情况下监测由于抗原抗体结合或继后反 应中电流的变化
分类 • 非酶标记电流型免疫传感器 • 酶标记电流型免疫传感器
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2.2.1 非酶标记电流型免疫传感器
• 标记的电活性物质：
Fe
(CN)
6 3 -/
FeBiblioteka (CN)43、二茂铬铁、Pb2+、
Zn2+ 等．
（基于褐藻酸钠-纳米金复合物作 非酶标记的新型电化 学免疫传感器的研制.理化检验-化学分册，2004， 40(8）:445-449）
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2.2.2 酶标记电流型免疫传感器
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2.2.2 酶标记电流型免疫传感器