生物傳感器在智慧醫學領域中的應用
華夏物(wu)聯網訊:醫(yi)學(xue)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)需(xu)要(yao)建立(li)各(ge)種(zhong)快速(su)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)方法,傳(chuan)統檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)方法以實驗(yan)(yan)室方法為(wei)主,包括(kuo)一(yi)系列(lie)繁瑣的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)過(guo)程,而且(qie)周期長,遠遠不能適應臨床的(de)(de)(de)需(xu)要(yao),生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)出(chu)現導致了分析生物(wu)學(xue)技術(shu)的(de)(de)(de)一(yi)場革命,分析生物(wu)學(xue)從(cong)“半(ban)定(ding)量”向(xiang)精確定(ding)量和自動化操(cao)作(zuo)過(guo)程的(de)(de)(de)轉換(huan)(huan)。生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是(shi)基于(yu)生物(wu)反應進行(xing)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)一(yi)類特殊的(de)(de)(de)化學(xue)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi),它是(shi)以生物(wu)活(huo)性單元(如(ru)酶、抗(kang)體、核(he)酸(suan)、微(wei)生物(wu)、細胞、組織等)作(zuo)為(wei)生物(wu)敏感(gan)(gan)基元,對被(bei)測(ce)(ce)樣品具有高度選擇性的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)器(qi),它通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)化學(xue)、物(wu)理信(xin)號(hao)(hao)轉換(huan)(huan)器(qi)捕捉目標與敏感(gan)(gan)基元三向(xiang)的(de)(de)(de)反應,然后將反應的(de)(de)(de)程度用離散(san)或連續的(de)(de)(de)電信(xin)號(hao)(hao)表達出(chu)來,從(cong)而得出(chu)被(bei)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)品的(de)(de)(de)濃度。由于(yu)生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)為(wei)I臨床檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)提供了一(yi)條(tiao)快速(su)、操(cao)作(zuo)簡便的(de)(de)(de)新型手段,已引(yin)起檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)醫(yi)學(xue)界(jie)的(de)(de)(de)關注。
生物(wu)傳感器是(shi)由生物(wu)、化學、物(wu)理,醫學、電(dian)子(zi)技術等多種(zhong)學科(ke)互相滲透成長起來的(de)高新技術,是(shi)一(yi)種(zhong)將生物(wu)感應元(yuan)件的(de)專一(yi)性與一(yi)個能夠產(chan)生和待(dai)測物(wu)濃(nong)度成比例的(de)信(xin)號(hao)傳導器結合(he)起來的(de)分析裝置?,主要用于(yu)生物(wu)醫學信(xin)息的(de)檢測。
英(ying)國學(xue)者Clark和(he)Lyons最先提(ti)出,可以(yi)(yi)將酶(mei)反應(ying)的(de)(de)(de)高度特異性和(he)電(dian)極(ji)(ji)響應(ying)的(de)(de)(de)高度靈敏結合起來,由(you)此(ci)提(ti)出酶(mei)電(dian)極(ji)(ji)概(gai)念幢。1967年(nian),updike和(he)Hicks成(cheng)(cheng)功(gong)的(de)(de)(de)研制出第(di)一(yi)個以(yi)(yi)鉑電(dian)極(ji)(ji)為基本的(de)(de)(de)葡萄(tao)糖氧(yang)化酶(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器。70年(nian)代(dai),相繼出現了(le)(le)電(dian)流型和(he)電(dian)位型微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)電(dian)極(ji)(ji)、組(zu)織電(dian)極(ji)(ji)、線粒體電(dian)極(ji)(ji)。80年(nian)代(dai),利用生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應(ying)的(de)(de)(de)光效(xiao)(xiao)應(ying)、熱效(xiao)(xiao)應(ying)、場效(xiao)(xiao)應(ying)和(he)質量(liang)變化而(er)開發的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器蓬勃發展,開始(shi)了(le)(le)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)電(dian)子學(xue)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)新時(shi)代(dai)。我國的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器就始(shi)于(yu)這(zhe)一(yi)時(shi)期:1988年(nian)梁逸曾(ceng)將其全面系統地(di)介(jie)紹給了(le)(le)國內(nei)化學(xue)界(jie)H1。90年(nian)代(dai),雖然我國生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)某(mou)些研究項(xiang)目(mu)處(chu)于(yu)國際領(ling)先地(di)位,但目(mu)前國內(nei)尚(shang)無真正(zheng)商品化的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器面市,總(zong)體研究水平(ping)與國際上(shang)(shang)還有一(yi)段(duan)差距。到(dao)目(mu)前為止(zhi),生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器大(da)致經(jing)歷(li)了(le)(le)3個發展階段(duan):第(di)~代(dai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器是由(you)固定(ding)(ding)了(le)(le)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)非活性基質膜和(he)電(dian)化學(xue)電(dian)極(ji)(ji)組(zu)成(cheng)(cheng);第(di)二代(dai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器是將生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)直接(jie)吸(xi)附或(huo)共價結合到(dao)換能(neng)器表面,而(er)無需非活性的(de)(de)(de)基質膜,測(ce)定(ding)(ding)時(shi)不(bu)必(bi)向樣品中加入其它試劑(ji);第(di)三(san)代(dai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器是把生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)直接(jie)同定(ding)(ding)在電(dian)子元件上(shang)(shang),它們可以(yi)(yi)直接(jie)感(gan)知和(he)放大(da)界(jie)面物(wu)(wu)質變化,從而(er)把生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)識別和(he)信號轉換處(chu)理結合在一(yi)起。
生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)傳(chuan)感器(qi)的(de)工作原(yuan)理(li)及結(jie)(jie)構生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)傳(chuan)感器(qi)的(de)檢測原(yuan)理(li):待測物(wu)(wu)(wu)質進入生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性材料(liao)(如酶(mei)、蛋(dan)白質,DNA、抗(kang)體(ti)、抗(kang)原(yuan)、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)等(deng)),經分(fen)子(zi)識別,發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)學(xue)反應,產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)信(xin)息繼而被相應的(de)物(wu)(wu)(wu)理(li)或化(hua)學(xue)換能器(qi)轉(zhuan)(zhuan)變成(cheng)可(ke)定(ding)量(liang)和可(ke)處理(li)的(de)電、聲、光等(deng)信(xin)號b J[FS:PAGE]。再經二次儀(yi)表放(fang)大并輸出,便可(ke)知道(dao)待測物(wu)(wu)(wu)濃度(du)。傳(chuan)感器(qi)的(de)結(jie)(jie)構一(yi)般由(you)兩部分(fen)組成(cheng),其一(yi)是生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)分(fen)子(zi)識別元件(感受(shou)器(qi)),是指將一(yi)種或數咱(zan)相關生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性材料(liao)固定(ding)在其表面(也稱(cheng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)敏感膜(mo));其二是能把生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性表達的(de)信(xin)號轉(zhuan)(zhuan)換為電、聲、光等(deng)信(xin)號的(de)物(wu)(wu)(wu)理(li)或化(hua)學(xue)換能器(qi),二者結(jie)(jie)合在一(yi)起(qi),用現代微電子(zi)和自動化(hua)儀(yi)表技術進行生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)信(xin)號的(de)再加工,構成(cheng)各種可(ke)以使用的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)傳(chuan)感器(qi)分(fen)析(xi)裝置、儀(yi)器(qi)和系(xi)統。
生物傳感器的分類及特點.
1 生物(wu)傳感(gan)器(qi)的類(lei)型(xing)(xing)生物(wu)傳感(gan)器(qi)的類(lei)型(xing)(xing)和命名方法(fa)比(bi)較(jiao)多而且(qie)不一,主要有兩種分(fen)(fen)法(fa)即按分(fen)(fen)子識別元件分(fen)(fen)類(lei)和按換能器(qi)類(lei)型(xing)(xing)分(fen)(fen)類(lei)。
生(sheng)(sheng)物(wu)傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)特點①采用(yong)固定化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)物(wu)活性(xing)(xing)物(wu)質作(zuo)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji),價值昂(ang)貴的(de)(de)試劑(ji)(ji)可(ke)以(yi)重復(fu)多次使(shi)(shi)用(yong),克服了過去(qu)酶法分析試劑(ji)(ji)費用(yong)高和(he)化(hua)(hua)學分析繁瑣(suo)復(fu)雜(za)的(de)(de)缺點。②專(zhuan)一性(xing)(xing)強(選擇(ze)特異性(xing)(xing)強),只對特定的(de)(de)底物(wu)起反應,而(er)且不受顏色(se),濁度(du)的(de)(de)影響。③分析速度(du)快(kuai),可(ke)以(yi)在一分鐘得到結果(guo)。④準確度(du)高,一般相(xiang)對誤(wu)差可(ke)以(yi)達至lJl%。⑤操作(zuo)系(xi)統(tong)(tong)比較簡單,容易實現自動化(hua)(hua)分析。⑥成本低(di),在連續(xu)使(shi)(shi)用(yong)時(shi),每例測定僅需要幾分錢人民幣。⑦有的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)傳感(gan)(gan)器(qi)能夠可(ke)靠地指示微生(sheng)(sheng)物(wu)培養系(xi)統(tong)(tong)內的(de)(de)供氧狀(zhuang)況(kuang)和(he)副產(chan)(chan)物(wu)的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng),能得到許多復(fu)雜(za)的(de)(de)物(wu)理化(hua)(hua)學傳感(gan)(gan)器(qi)綜合作(zuo)用(yong)才能獲得的(de)(de)信息(xi)。同時(shi)它們(men)還指明(ming)了增加(jia)產(chan)(chan)物(wu)產(chan)(chan)率的(de)(de)方向。
在(zai)醫學領域中(zhong)的應用分(fen)子生物(wu)傳感(gan)器可以(yi)廣泛應用于(yu)對(dui)體檢中(zhong)的微量蛋白.小分(fen)子有(you)機物(wu)、核(he)酸等多種物(wu)質的檢測。在(zai)現(xian)代醫學檢驗中(zhong)這些(xie)項(xiang)目(mu)是臨床(chuang)診(zhen)斷及病(bing)情分(fen)析的重要依(yi)據,能(neng)夠在(zai)體內的實(shi)時(shi)監控生物(wu)傳感(gan)器對(dui)于(yu)手(shou)術(shu)中(zhong)和重癥監護的病(bing)人很有(you)幫助。
1酶(mei)(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)酶(mei)(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是(shi)由固定(ding)化酶(mei)(mei)作為敏感(gan)(gan)元件的(de)(de)(de)(de)(de)生物傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。應(ying)用(yong)(yong)酶(mei)(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)可以(yi)(yi)省去(qu)提純酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)(de)復雜步驟。許(xu)多酶(mei)(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)都可以(yi)(yi)用(yong)(yong)于I臨床生化指(zhi)(zhi)標(葡(pu)萄糖、乳(ru)酸(suan)、尿(niao)(niao)(niao)素、尿(niao)(niao)(niao)酸(suan)、肌酸(suan)、肌酐、谷氨酰胺、血(xue)(xue)(xue)清(qing)(qing)中(zhong)(zhong)(zhong)總蛋(dan)白、血(xue)(xue)(xue)清(qing)(qing)中(zhong)(zhong)(zhong)膽固醇(chun)、血(xue)(xue)(xue)清(qing)(qing)中(zhong)(zhong)(zhong)甘(gan)油(you)三(san)脂、天門冬(dong)酰胺等)測定(ding)。檢測葡(pu)萄糖的(de)(de)(de)(de)(de)酶(mei)(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)已(yi)經(jing)發(fa)展到(dao)了第四代葡(pu)萄精傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi),廣泛應(ying)用(yong)(yong)于臨床檢驗。血(xue)(xue)(xue)清(qing)(qing)中(zhong)(zhong)(zhong)乳(ru)酸(suan)濃度是(shi)反映(ying)人體(ti)體(ti)內(nei)消耗程(cheng)度的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要指(zhi)(zhi)標,國際上已(yi)經(jing)有成熟的(de)(de)(de)(de)(de)乳(ru)酸(suan)酶(mei)(mei)生物傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)上市。在(zai)I臨床檢查(cha)中(zhong)(zhong)(zhong),定(ding)量(liang)分析患(huan)者(zhe)血(xue)(xue)(xue)液(ye)(ye)和(he)體(ti)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)尿(niao)(niao)(niao)素對腎功(gong)能診斷是(shi)很重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)。另外,對慢(man)性腎功(gong)能衰竭的(de)(de)(de)(de)(de)患(huan)者(zhe)進行人工透(tou)(tou)析時(shi),在(zai)確定(ding)人工透(tou)(tou)析次數(shu)和(he)透(tou)(tou)析時(shi)間,實施有效計劃的(de)(de)(de)(de)(de)人工透(tou)(tou)析上,尿(niao)(niao)(niao)素的(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)量(liang)檢驗是(shi)必(bi)不可少的(de)(de)(de)(de)(de),尿(niao)(niao)(niao)素傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)受器(qi)已(yi)經(jing)商品化,用(yong)(yong)于全血(xue)(xue)(xue)、血(xue)(xue)(xue)清(qing)(qing)、尿(niao)(niao)(niao)液(ye)(ye)等樣品中(zhong)(zhong)(zhong)尿(niao)(niao)(niao)素的(de)(de)(de)(de)(de)測定(ding)。現在(zai)已(yi)經(jing)達[FS:PAGE]到(dao)實用(yong)(yong)水平(ping)的(de)(de)(de)(de)(de)酶(mei)(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)有200種(zhong)以(yi)(yi)上。
2免(mian)疫(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)應用(yong)利用(yong)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)能夠識別抗(kang)(kang)原(yuan)并和被識別抗(kang)(kang)原(yuan)結(jie)(jie)合的(de)(de)(de)功能,借此開(kai)發的(de)(de)(de)生物(wu)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)即是免(mian)疫(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)。免(mian)疫(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)相(xiang)對于一(yi)般免(mian)疫(yi)(yi)(yi)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)方(fang)法,主要優(you)勢在于它能彌(mi)補目(mu)前常規(gui)免(mian)疫(yi)(yi)(yi)檢(jian)(jian)驗方(fang)法不能進行定量檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)缺點。免(mian)疫(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)能實時檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)抗(kang)(kang)原(yuan)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)反(fan)應,同(tong)時把(ba)反(fan)應信號連(lian)續記(ji)錄下來,有利于進行抗(kang)(kang)原(yuan)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)動力學分析,因為(wei)抗(kang)(kang)原(yuan)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)合有很高的(de)(de)(de)特異(yi)性,從而減少了非特異(yi)性干擾,提高廠檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)準(zhun)確性,并且有較大的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)范圍。用(yong)于病毒(du)(du)(人類(lei)免(mian)疫(yi)(yi)(yi)缺陷病毒(du)(du)、肝(gan)炎病毒(du)(du)、巨細胞(bao)病毒(du)(du)、葡萄(tao)球菌(jun)腸毒(du)(du)素(su)等(deng))的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce);用(yong)于人體(ti)(ti)(ti)蛋(dan)白(bai)(bai)質的(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)定,如甲胎蛋(dan)白(bai)(bai)、人體(ti)(ti)(ti)免(mian)疫(yi)(yi)(yi)血清蛋(dan)白(bai)(bai),胰(yi)島素(su),IgA,IgG、、lgE等(deng)測(ce)(ce)(ce)(ce)定。一(yi)種可(ke)以用(yong)于測(ce)(ce)(ce)(ce)定甲胎蛋(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)免(mian)疫(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi),最低檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)濃(nong)度石(shi),達到5“g/L。SunCR等(deng)人研制(zhi)卜種可(ke)以檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)胰(yi)島素(su)的(de)(de)(de)免(mian)疫(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi),其最低檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)濃(nong)度為(wei)l pg/L,與常規(gui)放射(she)免(mian)疫(yi)(yi)(yi)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)技術相(xiang)比,該(gai)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)對胰(yi)島索的(de)(de)(de)方(fang)法可(ke)以作為(wei)替代的(de)(de)(de)后(hou)選方(fang)法之(zhi)一(yi)。心(xin)型細胞(bao)脂肪酸結(jie)(jie)合蛋(dan)白(bai)(bai)(H—FABP)是一(yi)種相(xiang)對分子量為(wei)15000的(de)(de)(de)小(xiao)分子蛋(dan)白(bai)(bai),是急陸(lu)心(xin)肌損(sun)傷,預防(fang)肌梗死(si)。
等(deng)將(jiang)(jiang)HbsAb固(gu)定在鉑電(dian)(dian)(dian)(dian)極的(de)納米金顆粒E制成多層膜(mo)修(xiu)飾(shi)的(de)免疫(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感器,利用電(dian)(dian)(dian)(dian)位滴定法(fa)(fa)和電(dian)(dian)(dian)(dian)流法(fa)(fa)進行乙肝(gan)表面(mian)抗(kang)原(HbsAb)檢測(ce)(ce)(ce),可檢測(ce)(ce)(ce)到HbsAb的(de)線性范(fan)圍為(wei)0.05~45,其最(zui)低檢測(ce)(ce)(ce)限量(liang)分(fen)別為(wei)0.15 ug/ml和0.005“g/ml,臨床(chuang)(chuang)應用的(de)結(jie)果(guo)與ELISA方法(fa)(fa)檢測(ce)(ce)(ce)結(jie)果(guo)相當。Tan等(deng)報道(dao)了一種以有機修(xiu)飾(shi)硅溶膠(jiao)凝膠(jiao)膜(mo)為(wei)支持物(wu)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化學免疫(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感器檢測(ce)(ce)(ce)血清樣品中(zhong)HCG,其檢測(ce)(ce)(ce)的(de)線性范(fan)圍在0.5—50MIU/ml,最(zui)低限量(liang)可達(da).3MIU/Inl,分(fen)析(xi)準確,性能穩定,免疫(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感器不(bu)但能夠推動免疫(yi)(yi)檢測(ce)(ce)(ce)法(fa)(fa)的(de)發(fa)展,而且將(jiang)(jiang)對臨床(chuang)(chuang)檢測(ce)(ce)(ce)領域產生深遠的(de)影響(xiang)。
3微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)應用微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)由(you)包含微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)膜(mo)的(de)感(gan)(gan)(gan)受器(qi)(qi)(qi)和(he)電(dian)化學換能器(qi)(qi)(qi)組合而(er)成(cheng)。利用固定(ding)(ding)化微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)代(dai)謝消耗溶液中(zhong)(zhong)溶解氧(yang)或產生(sheng)(sheng)一些電(dian)活性物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)并放出光或熱的(de)原理實現(xian)待測物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)定(ding)(ding)量測定(ding)(ding)。微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)較(jiao)酶傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)更(geng)經濟、更(geng)穩(wen)定(ding)(ding),但(dan)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)選擇(ze)性一般不大(da)高。微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是1975年(nian)Divies研究的(de)乙醇傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。Vincke等人于(yu)1983年(nian)利用變形桿菌制成(cheng)了尿素傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),同(tong)年(nian)Kabo等X制成(cheng)廠用于(yu)測定(ding)(ding)血中(zhong)(zhong)肌酸(suan)肝含量的(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。據報(bao)道,現(xian)在微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)可以測定(ding)(ding)六七十(shi)種物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)。但(dan)是很多微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)日前仍處(chu)于(yu)研究階段(duan)。測定(ding)(ding)樣品中(zhong)(zhong)毒害因(yin)素是影響傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)穩(wen)定(ding)(ding)響應和(he)壽命的(de)關(guan)鍵因(yin)素,也(ye)是微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)市(shi)場化的(de)主(zhu)要控制因(yin)素。
4基(ji)因(yin)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)的應用(yong)基(ji)因(yin)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)是[FS:PAGE]生(sheng)(sheng)物(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)中出(chu)現最晚(wan)的一(yi)類傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi),但是它所(suo)用(yong)的技(ji)術卻是最新的。近年(nian)來,國內外有(you)關基(ji)因(yin)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)的研究(jiu)十分活躍,正成(cheng)為(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)技(ji)術的研究(jiu)熱點(dian)。基(ji)因(yin)生(sheng)(sheng)物(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)是以雜交(jiao)(jiao)(jiao)過程(cheng)高特(te)異性為(wei)基(ji)礎快速傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)檢測技(ji)術。基(ji)因(yin)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)一(yi)般有(you)10~30個核(he)苷酸的單鏈核(he)酸分子,能(neng)夠(gou)專一(yi)地與特(te)定靶序列進行(xing)雜交(jiao)(jiao)(jiao),從而(er)檢測出(chu)特(te)定的目(mu)標(biao)核(he)酸分子。基(ji)因(yin)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)中通常具(ju)有(you)這樣的特(te)點(dian):雜交(jiao)(jiao)(jiao)反應在其表面(mian)上(shang)直接完成(cheng),并且轉換器(qi)(qi)(qi)能(neng)夠(gou)將雜交(jiao)(jiao)(jiao)過程(cheng)所(suo)產生(sheng)(sheng)的變化(hua)轉變成(cheng)電信號。
根(gen)據(ju)雜交(jiao)前后電(dian)信號變化量,從而推斷(duan)(duan)出被檢鋇|]DNA的量。根(gen)據(ju)檢測對象的不(bu)同,基因傳(chuan)感器(qi)(qi)可以分(fen)為(wei)DNA生(sheng)物(wu)傳(chuan)感器(qi)(qi)和生(sheng)物(wu)傳(chuan)感器(qi)(qi)兩類。目(mu)前研究的基因傳(chuan)感器(qi)(qi)主要為(wei)DNA傳(chuan)感器(qi)(qi),它是目(mu)前生(sheng)物(wu)傳(chuan)感器(qi)(qi)中報(bao)道(dao)最多的一(yi)種,引(yin)起(qi)廣大臨床(chuang)檢驗工作者的興(xing)趣。DNA生(sheng)物(wu)傳(chuan)感器(qi)(qi)用于臨床(chuang)疾(ji)病診(zhen)斷(duan)(duan)有關的結核(he)桿菌,乙型肝炎病毒(HBV),l型艾滋病毒DNA傳(chuan)感器(qi)(qi)的報(bao)道(dao),用于測定(ding)相應的細菌和病毒DNA,以診(zhen)斷(duan)(duan)相應疾(ji)病。
生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)發(fa)展(zhan)前(qian)景生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)開發(fa)依(yi)賴于生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)技術、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)電子學和(he)微(wei)電子學最(zui)新成果(guo)的(de)不斷(duan)滲透和(he)發(fa)展(zhan),在未來的(de)研究工作中,重(zhong)點以生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)感受器(qi)系統水平為主攻(gong)目(mu)標,以期(qi)開發(fa)出像人類嗅覺(jue)器(qi)官、味(wei)覺(jue)器(qi)官那樣更靈敏(min)、更新穎的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi),如(ru)專業化的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)、微(wei)型的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)、I{i戒式的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)相容性(xing)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi),生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)可(ke)川(chuan)㈨jnf¨智能化的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)等(deng),可(ke)以預(yu)見,未來的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)將(jiang)j}自^以下特點:
功能多樣化:未來的生物傳感器將進一步涉及醫療保健、疾病診斷、食品檢測各個領域。目前,生物傳感器研究中重要內容之一就是研究仿生傳感器。
體積小型化:隨著微電子機械系統技術和納米技術不斷深入到傳感技術領域,生物傳感器將不斷微型化,各種便攜式生物傳感器的出現使人們在家中進行疾病診斷。
智能化與集成化:未來的生物傳感器必定與計算機緊密結合,自動采集數據、處理數據,更科學、更準確地提供結果,實現采樣、進樣、結果一條龍,形成檢測的自動化系統,同時,芯片技術將越來越多地進入傳感器領域,檢測系統的集成化,一體化,生物傳感器不斷與其他分析技術聯用互相取長補短向體內監測、在線監測方向發展。
成本低,高靈敏度、高穩定性和高壽命:生物傳感器技術的不斷進步,必然要求不斷降低產品成本,提高靈敏度、穩定性和延長壽命。
生物傳感器必將在發(fa)展中不斷完善,成為醫學領(ling)域發(fa)展的巨大推動力。
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