表面等离子体共振生物传感器连续检测莱克多巴胺

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第3期2010年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry381～384DOI:10.3724/SP.J.1096.2010.00381表面等离子体共振生物传感器连续检测莱克多巴胺*李辉蔡浩原陈兴孙建海张璐璐崔大付(中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室，北京100191)摘要利用表面等离子体共振生物传感器对莱克多巴胺抗体与固定在芯片表面的莱克多巴胺衍生物的相－6－1互作用进行了分析，解离常数为2.56×10s。根据一定范围内相对响应值和时间近似

2、呈线性关系的动力学特性，建立了连续检测的方法，从而简化了实验步骤，有利于提高芯片的使用寿命。检测莱克多巴胺采用抑制法，将莱克多巴胺衍生物固定在芯片的表面，莱克多巴胺抗体与样品混合后流过芯片的表面，所得相对响应值与样品中莱克多巴胺的浓度成反比。单个样品的检测时间设定为15min，对应的检出限小于4μg/L。关键词表面等离子体共振;生物传感器;动力学;连续检测;莱克多巴胺1引言［1，2］近年来，表面等离子体共振(Surfaceplasmonresonance，SPR)生物传感器受到关注。利用SPR技术进行分析的原理是:将能够与待测物结合

3、的物质固定在传感器芯片上，当待测物流过芯片表面时与芯片表面的物质结合，引起芯片表面光学参数变化，并以电信号的形式表现出来。与传统的生化分析方法相比，SPR传感技术具有以下优点:无需对分子进行标记，方法的建立更为简单，所需样品量少，样品预处理简单，可利用动力学特性绘制标准曲线，检测时间短，可分析弱相互作用或瞬间相互作用，可实时［3，4］检测。目前，SPR传感器已被广泛应用于药物筛选、食品安全检测、疾病诊断、环境监测等领域。莱克多巴胺(Ractopamine，Rac)属于β-肾上腺兴奋剂，曾被养殖户普遍使用添加在饲料中促进动物肌肉生长，

4、残留在动物性食品中会严重威害人类健康。我国农业部2002年176号公告将其规定为违禁药物。目前，检测莱克多巴胺的实验室确证技术是高效液相色谱(HPLC)或液相色谱-质谱联用技术［5，6］(LC-MS)，检出限可达到2μg/L，但是样品前处理过程复杂，分析过程费时、费力。酶联免疫法(ELISA)具有通量高、操作相对简单的特点，缺点是检测时间长以及终点检测本身具有的盲目性。现有［7，8］农兽药残留检测技术的缺陷促使人们继续探索更为灵敏、快捷的检测方法。本研究利用自行研制的SPR-2004型生物传感器，对检测莱克多巴胺的方法进行检测。由于

5、莱克多巴胺的分子量较小(337.85)，直接将抗体固定在芯片表面检测莱克多巴胺的方法很难实现。因此，本研究采用抑制法，检测原理如下:抗莱克多巴胺单克隆抗体与固定在芯片表面的莱克多巴胺衍生物结合将引起SPR传感器产生相对响应值，如果将抗体与含有莱克多巴胺的样品混合后流过芯片表面，样品中的莱克多巴胺会抑制抗体与芯片表面的衍生物结合。因此，SPR传感器产生的相对响应值与样品中莱克多巴胺的浓度成反比。本研究利用抗莱克多巴胺单克隆抗体与固定在芯片表面的莱克多巴胺衍生物结合的动力学特征，建立了连续检测法，即连续检测多个样品后再对芯片表面进行冲洗

6、使其再生，从而简化了检测过程，有利于提高芯片的使用寿命。2实验部分2.1仪器与试剂［9，10］基于固定入射角度对光强进行监测的原理，本实验室自行研制SPR-2004生物传感器。系统主要由以下模块组成:机械扫描系统、光学系统(入射光源、光接收器、光路系统)、流体注入分析系统、生化传感器芯片、系统控制和分析软件。2009-07-06收稿;2009-09-16接受本文系国家自然科学基金(Nos.60701019，60976088)、中国科学院重大科研装备研制项目(No.YZ200807)和国家高技术研究发展计划(863计划)(No.200

7、7AA10Z431)资助*E-mail:dfcui@mail.ie.ac.cn382分析化学第38卷莱克多巴胺标准品、单克隆抗体及衍生物(山东农业科学院赠送)，其它试剂购自Sigma公司和北京化学试剂公司。莱克多巴胺用乙醇溶解为10g/L的储备液，并用0.01mol/LPBS缓冲液(2mmol/LNaH2PO4，2mmol/LNa2HPO4，150mmol/LNaCl，pH7.4)稀释成1g/L到10μg/L浓度梯度的溶液。所有溶液在使用前均经0.22μm微孔滤膜过滤和超声脱气处理。2.2检测芯片的制备实验中所使用的SPR生物传感器

8、芯片为自行制备。采用真空蒸发镀膜的方法，在18mm×18mm×［11］0.14mm的玻璃片上沉积50nm的金。金膜表面利用羧甲基化葡聚糖进行化学修饰。将芯片装入仪器中，通入HBS缓冲液(10mmol/LHepes，pH7.4，150m