新型免疫检测传感器及其应用new

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1、万方数据第21卷第l期2O01年3月化学传感器CHEMlCAI。SENSORSVoI．2l，No．1Mar．2Ol新型免疫检测传感器及其应用陈执中(上海医科大学上海200032)摘要综述新型免疫检测传感器的构成，新的免疫检测系统，免疫检测技术及其在特定生物分子如蛋白质类、肽类及基因工程药物测定中的应用。关键词新型免疫检测传感器免疫检测系统免疫检测技术生物分子测定应用近几年发展起来的灌注色谱的色谱介质固相化抗体、抗原或其他配位体充填于柱筒中用于免疫测定的传感器即为新型免疫检测传感器(newtypeofimmunodetectionsen—sors)

2、。传统的电化学免疫传感器是由具有识别和结合特性的抗体或抗原的分子识别元件与电化学电极组合而成。直接型电化学免疫传感器的测定原理是在免疫化学反应的同时，将反应的信息转变成电信号，间接型电化学免疫传感器则将免疫化学反应的信息转变为另一种中间信息，然后再将这中间信息转变成电信号。不论是直接型或间接型电化学免疫传感器所产生的电信号(电位或电流)通过电化学测量仪器进行检测。传统的电化学免疫传感器主要有五类，关于其分类、结构及测定原理，许春向教授等的专著曾作了较为详细的论述[1]。新型免疫检测传感器则由新型的免疫化学反应的识别元件构成的，且具有完全不同于传统

3、检测法的检测系统和检测技术。一、新型免疫检测传感器的载体一灌注色谱介质1989年美国Afeyan教授等提出了具有贯穿孔的颗粒分离新介质的专利[2]。1991年用作灌注色谱介质。这种色谱介质为聚苯乙烯二乙烯苯(poIystyrenedivinylbenzene)高度交联的基础结构上构成的贯穿孔颗粒分离介质(flow—throughparticle)称为POROS@，具有许多独特的性质。PoROS@介质为双模式孔结构，在介质上有800一1500A的扩散孔及6000一8000A的贯穿孔，允许液体传送流经分离介质的内表面，亦即流动相灌注入介质颗粒中，由于

4、介质颗粒内部可利用反应的表面积大幅度增加，容量与分辨率亦随之提高。高流速下依然保持有高分辨率和高容量[3，4‘。液流通过POROS喙意图见图1。1992年美国PerseptiveBiosystems公司推出了应用POROS@介质制备的免疫检测传感器。由于POR0s吩质的上述特性，其作用相当于数以千计的微滴定孔相互连通，使分析物与固相化配位体间快速紧密接触，促进了快速捕获，使被测定分子的定量可在数分钟内完成。万方数据化学传感器21卷图1液流通过POROS@示意图二、免疫检测系统免疫检测系统包括免疫检测传感器和高效液相色谱仪(图2)。免疫检测传感器：

5、由含有固相化抗体的贯穿孔珠(“F10w—Through”Bead)充填于柱体或筒体组成。主要的有ID传感器XI，(IDsensorXI。)，ID传感器CO(IDsensorCO)及ID传感器BA(IDsensorBA)。ID传感器xI。为抗体先结合然后交联在蛋白质A和蛋白质G表面，ID传感器CO为共价配位体固相化作用，ID传感器BA为生物素化的配位体(bi01inylatedligand)固相化在抗生物素蛋白(avidin)表面。三种ID传感器的固相化作用示意图见图3。三、免疫检测技术‘5]免疫检测技术主要有三种方式：结合／脱离免疫测定，竞争性免

6、疫测定和夹层式免疫测定。1、结合／脱离免疫测定法(On／offIDassay)结合／脱离免疫测定为最简单的免疫测定法。被测定的生物分子靶先结合于载体上，洗去未结合的物质后，抗原从载体上洗脱以紫外分光检测器检出。检出限度为100一500ng。如用荧光标记则更低的限度亦可检出(示意图见图4)。2、竞争性免疫测定法(CompetitiveIDassay)在载体上先结合已知量的固相化抗体，洗涤除去残留的抗体后，定量注入纯的和标记的万方数据1期陈执中：新型免疫检测传感器及其应用图2免疫检测系统抗原。其测定原理基于样品抗原和标记的抗原与固相化抗体的竞争而进行

7、测定(示意图见图5)。本方法的检测限度为10ng。3、夹层免疫测定法(SandwichIDassay)用抗体制备ID载体，引入样品使抗原与抗体结合，然后再加入酶标记的抗体，使与原万方数据4化学传感器2l卷图3三种1D传感器固相化示意图来的抗体形成夹层，以捕获生物分子靶，然后用泵输入底物溶液以测定形成的酶化反应生成物(示意图见图6)：本方法的检出灵敏度约为10pg。四、应用新的免疫检测法主要用于特殊生物分子蛋白质类(基因工程药物如各类细胞因子)、肽、低聚糖或任何可以与蛋白质结合的抗原的定量测定。此外，可用于产品及重组细胞系污染的万方数据l期陈执中：

8、新型免疫检测传感器及其应用图4结合／脱离免疫检测示意图图6夹层免疫测定示意图宿主细胞的定量，从天然来源(如血清、组织、微生物等)的生物分