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1、、遗,,,麦景晖学检验年第巧卷第期山以巧生物传感器及其应用研究进展张克坚卫生部临床检验中心生物传感器由于具有快速、灵敏、省时、精确、样本需量少和重复性好等优点,正在成为临床诊断。、一种强有力的通用分析工具它的应用涉及从最广准确快速的检验报告对给予及时和正确的诊、、。泛的临床诊断生命科学研究环境保护到生物加工断与治疗是十分重要的生物传感器正是凭借其显。,和食品监测等诸多领域所谓生物传感器是指一种著优势在越来越多的检测项目中逐步替代大型检将某一生物分子识别装置与传感器结合的产物,后测仪器,尤其是在便携式血糖或尿样监
2、测仪及重症者随探测器表面生物分子状况的变化而产生相应的监护和手术时重要生命参数监测中的作用越来越可测信号,通过换算可了解被测物的浓度、分子结构大。据美国糖尿病学会统计,仅年美国就有。,和顺序等性质第一种生物传感器诞生于年万糖尿病患者,其中的患者采用以生物传,。和妨发明了用氧电极电流计和葡萄糖氧化感器技术制造的仪器进行血糖浓度的自我监测血酶以,印的结合装置来监测血糖浓糖浓度的测定,是采用了酶电极电流计的方法,在铂。,,度变化的装置以后根据不同需要和原理开发出丝电极的传感器表面结合层连接有葡萄糖氧化酶各式生物传感器
3、如酶电极电位差传感器、酶热敏电,当含有葡萄糖的样本流过传感器表面时。阻传感器、压力传感器、基于的传感器、化学介在酶的作用下发生化学反应,生成过氧化氢姚,,导的光纤传感器、基于荧光或生色团的光纤传感器、最终产生电流,被电流计检测到通过换算即可得出基于生物发光或化学发光的光纤传感器、免疫传感葡萄糖的浓度。电解质的测定则是当样本流过覆盖,器、微生物传感器和体外传感器等。随着技术的发有离子转运载体的传感器表面时不同、、、一展,分析对象也从葡萄糖电解质、血气、激素、药物的离子分别与不同的离子转运载,,等的浓度定逐渐扩大至
4、病毒抗原分析、肿瘤标志物体结合随之产生相应的可测电位差信号通过计算。,检测、基因结构和顺序分析、生物分子相互作用分析得出它们的浓度天然的离子转运载体是有限的,等方法。生物传感器正朝着更快、更简便、样本量更如可结合的撷氨霉素但随着科学,少、样本不需预处理和更高特异性及灵敏度方向不技术的日新月异人工合成的离子转运载体不断应,。,。运而生大大促进目前断发展从美国公司发明离子选择电极了临床诊断的发展利用生、、,装置以来,其应用越来越物传感器技术除可测定电解质代谢产物葡萄糖、、、、广泛,很多全自动生化分析仪也配备了这类装
5、置,如尿素氮肌醉药物水杨酸盐地高辛激素巧、雌二醇等的浓度以外,还能检测肿瘤标志物美国公司生产的系列全自动。生化分析仪,利用生物膜技术和和病毒抗原及恤郡装置,可在秒内检测电解质、、、、、代和葡萄糖、血尿素氮、肌醉等肿瘤基因诊断和分子生物学的研究,。九项指标仅需川样本量这些仪器在急诊检验研究表明,约的恶性肿瘤中发生肿瘤抑制。和小儿检验等方面发挥着重要作用本文以下将简,基因的突变目前的生物传感器技术已能检测、单论述生物传感器在临床诊断肿瘤基因诊断及分。到基因的点突变以肤核酸、子生物学研究免疫学研究和环境保护及食品监测
6、,,山一人代替作为探针连接。等四个方面的应用到传感器表面结合层,当被检中某碱基发生突月。,侧又,,。齐鲁仪片旋医学检验年第巧卷第期,变不能与入中的相应碱基配对结合时,则可在生物传感器技术已被成功应用到监测环境是否表面探测到电位差的微量改变,因此发现基因被污染和食品新鲜度的测定中。根据相似的原理,发生突变,为肿瘤诊断与治疗提供参考依据。此外,通过测定河水中葡萄糖和乳酸的浓度,可反映河水生物传感器技术正在应用到测序的研究被发酵后牲畜饲料污染的严重程度,从而为整治河,,。,中以稳定同位素标记游离核酸或通过将待测流保护
7、水源清洁提供了保障在日本生物传感器与非标记固定在传感器表面结合层配对结合通过检测鱼肉中的含量,确定它的新鲜度。后,测定待测中的磷酸来确定核酸中的碱基序生物传感器自诞生,,以来经过约四十年的发展。、、列由于快速准确和高效,生物传感器将被愈来愈借助其快速、准确特异的优势,已被广泛应用到各多地应用到基因测序、诊断和图谱分析中去。个领域中,成为一种不可缺少的实用分析工具。有理由相信,随着对生物分子的选择性识别的深人研免疫学研究究和电子学进一步发展,生物传感器会在分析领域。内产生新的突破生物传感器在免疫学研究中的主要个应
8、用领,附图一生物传感器原理示意图域浓度测定与传统的固相免疫测定法相比生物传感器具有省时、免标记和冲洗、探测器表面可重。复使用等优点但是由于生物传感器主要测定纯化或半纯化样品的浓度,传感器的检测极限仅为纳克至微克水平,而这一极限水平还不足以测得诸如罕见抗体、细胞因子及其受体等大分子在体内的正常。,浓度另外鉴于生物传感器通过探测传感器表面生物分子结合与解离状态的改变进行浓度测定,目电动势差