Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Методи за превръщане на биохимичните реакции в аналитичен сигнал

<== предишна статия | следващата статия ==>

Амперометричен анализатор

Амперометричният имуносензор (AIS) се отнася до вида на електрохимичните биосензори, измереният сигнал в който е токът на окисление или редукция на електроактивни частици. Той съчетава предимствата на електродните процеси (висока чувствителност, линейна зависимост на сигнала от концентрацията, селективност поради работа при различни потенциали) и висока специфичност на имунния отговор. Тъй като не е възможно директно да се определят имунните отговори с помощта на AIS, тъй като компонентите на самия имунен отговор често са електроинертни, ензимните етикети се въвеждат в сензорната система. В този случай преобразувателят определя концентрацията на продукта от ензимната ензимна реакция по време на разцепването на субстрата. Метални йони и други електроактивни съединения също се използват като електроактивни вещества. Най-често срещаните ензимни етикети, използвани в имуноанализата за окисление на субстрата в присъствието на , Алкална фосфатаза, катализираща реакцията на дефосфорилиране на различни органични фосфати, чийто продукт се определя по амперометричен метод.

Беше разработена преносима AIS система за откриване на бактерии Escherichia coli, използвайки антитела. Чувствителността на сензора дава възможност да се определи наличието на бактерии с концентрация от 50 клетки / ml за 22 минути. Сензорът е мембрана, състояща се от проводима мрежа от въглеродни влакна, върху която са имобилизирани антитела, специфични за антигена. При преминаване през имунофилтрационната мрежа бактериите се свързват с модифицирани антитела върху него. За генериране на аналитичен сигнал, свързаните клетки бяха белязани със специфични антитела. Тази схема на имунохимичен анализ се нарича сандвич схема. Границата на откриване на сензора е 8ng / ml.

Амперометрични имуносензори (най-често се използват комплексни системи за усилване на сигнала, например, като се използва ензимна реакция, която изисква допълнителни реагенти), не позволяват пряко проследяване на хода на имунологичната реакция. В допълнение, амперометричните имуносензори се характеризират с по-широки вариации в големината на грешката на определяне, в зависимост от използвания етикет и схемата на имуноанализ. Най-често грешката при определяне е от 2 до 20%, въпреки че в някои случаи може да е по-висока.

Потенциометричен анализатор

Друг клас електрохимични сензори са потенциометрични сензори, измереният сигнал е потенциалът на йон-селективния електрод, който се променя в резултат на действието на йонните реакционни продукти. Повърхността на работния електрод обикновено се модифицира, за да се осигури селективността на сензора. Разликата в потенциала между работния и управляващия електрод възниква, когато йонните токове престанат да текат между тях. Като правило, електродите се модифицират с проба или се отделят от пробата с мембрана и се поставят в специфичен електролитен разтвор.

Капацитивен имуносензор

Принципът на действие на капацитивен сензор е да се измерват диелектричните свойства на органичен слой, нанесен върху един от електродите на кондензатор, в резултат на промяна в дебелината и диелектричните характеристики. В конкретния случай на промяна в диелектричната константа е следствие от повърхностната имунохимична реакция на антиген-антитяло. Структурата на капацитивния сензор включва златен електрод с ковалентно присадени антитела върху него. Сензорът дава възможност за селективно определяне на молекулите на аналита при концентрации от 10-1000 ng / ml.

Кондуктометрични сензори

Четвъртият вид електрохимични сензори са кондуктометрични сензори, които измерват промените в тока, протичащ между два електрода при постоянно външно напрежение. Праговата чувствителност на сензора е 25ng / l, а времето, необходимо за анализ, е 15 минути.

Оптични имуносензори

Оптичните имуносензори могат да се разделят на три групи: директни, без използване на етикети за контрол на имунореакцията, и индиректни, като се използват, като правило, флуоресцентни или електролуминесцентни етикети. Третата група сензори следи концентрацията на оцветения продукт на ензимните реакции. Работата на хемилуминесцентните сензори се основава на етикети, които генерират фотони. Обикновено този тип анализатор работи на конкурентна основа. Светлината, излъчвана от съответния етикет на ръба на влакното, се предава към фотоумножителя за усилване.

Оптичните сензори, които не използват етикети, включват сензори за повърхностен плазмонен резонанс (SPR), които функционират поради феномена на вторично възбуждане на отразената светлина от свободно осцилиращи електрони (плазмони). При определен ъгъл на падане на монохроматична поляризирана светлина върху повърхността на метални проводници, има минимално отражение, което възниква при строго определен ъгъл на падане, наречен ъгъл на резонанс. Чувствителността на такъв сензор е около 0.1 ng / ml. Имуносензорите на базата на повърхностен плазмен резонанс обикновено се характеризират с много ниска граница на откриване, както и с най-малка грешка в дефиницията (на ниво 2-8%) в целия диапазон на откриваемите концентрации, но имат по-тесен диапазон на оперативни концентрации и изискват използването на скъпо, трудно за работа оборудване, затова те са по-рядко срещани в сравнение с рентабилните и сравнително прости за работа амперометрични системи.

Оптични имуносензори, базирани на откриване на неензимни етикети

са най-често срещаните. Като правило, флуоресцентните или луминесцентни етикети служат като маркери, осигуряващи висока чувствителност на анализа.

Оптичното откриване на ензимни етикети рядко се използва при разработването на имуносензори. Необходимостта от дългосрочни многоетапни операции прави използването на тези имуносензори по-малко изгодно в сравнение с използването на традиционен ензимно-свързан имуносорбентен анализ. Най-успешни са опити за създаване на методи за определяне на съединения с ниско молекулно тегло.

Така, въпреки редица предимства на оптичните имуносензори

електрохимични (например, нечувствителност към електрически смущения и по-голяма безопасност при in vivo изследвания), те остават по-слабо развити от други видове сензори.

Пиезорезонансни имуносензори

Първите сензори за маса, които надвишават границата на чувствителност на масата от 1 ng, са кварцови пиезорезонатори, които стават публично достъпни преди 40 години и оттогава са заели водещи позиции в много области на науката и промишлеността. Повечето изследователи в изследването на адсорбционните свойства на тънките филми използват метода на кварцовото микровесово тегло, което се използва за определяне на масата на монослойния филм от молекули с точност до r близо до теоретичната граница. Кварцовото микровесово (CMW) е резонансен метод, основан на използването на маси от чувствителни пиезорезонатори - измервателни устройства за автоматично генериране, чиято задача е да превърне увеличаването на добавената маса в увеличение на изходната честота. В пиезокристала, надлъжните акустични колебания се възбуждат на естествената честота. Изследваният обект се отлага върху един от електродите, напръскани върху резонатора, след което се записва промяна в честотата, която може да се интерпретира като промяна в масата. Когато в системата се въведе външна маса, нейната честота се променя и честотната разлика преди и след адсорбцията служи като полезен сигнал, което ни позволява да оценим добавената маса.

По-съвременни устройства, базирани на принципа на повърхностните акустични вълни ( повърхностни акустични вълни , SAW) на пиезокристала, се използват на практика в съседни области с кварцовия метод на претегляне. Разликата им от CWM сензорите се състои в по-сложна архитектура от възбуждащи електроди, които позволяват генериране на ултрависокочестотни вълни на повърхността на pezcrystal. Съответно, SAW-сензорите имат по-висока чувствителност в сравнение със сензорите CWM.

Описаният метод е често срещан поради надеждността, изработването и незаменимостта в някои случаи, но има и недостатъка, че интерпретацията на резултатите (и следователно прилагането на метода) е възможна за структури с известно разпределение на дебелината на повърхността или за филми с постоянна дебелина. като >

Поради директния контрол на взаимодействието на антигени с антитела, пиезоелектричните имуносензори налагат особено строги изисквания към специфичността на антителата, тъй като кръстосаните реакции водят до значителни изкривявания на резултатите. Въпреки това, като се вземе предвид неспецифичното свързване, грешката на дефинициите, използващи пиезоелектрични имуносензори, остава относително малка - от 3-5 до 10-15%.

Съществуващите ограничения не намаляват интереса към разработването на имуносензорни устройства и са по-вероятни стимули за по-интензивна работа в тази област. Може да се отбележи, че изборът на един или друг тип имуносензори почти напълно зависи от конкретната аналитична задача.

<== предишна статия | следващата статия ==>





Вижте също:

Показва се MEMS.

Класификации на рецепторите

Метод на Браг

MEMS захранвания за преносими устройства.

Използване на хаоса за генериране на информация

Предавателен електронен микроскоп

Използването на хаос за предаване на информация по комуникационни линии

Концепцията за "меки измервания"

Перспективи за използване на микроустройства в сензорни мрежи

Физически основи на вибрационната спектроскопия

Принципи на конструиране и особености на функционирането на измервателни уреди, базирани на използването на свързани колебания в системи с две степени на свобода

Тунелна микроскопия.

Практическо приложение на електронната микроскопия

Практическо приложение на атомно силовия микроскоп

Връщане към съдържанието: Съвременни фундаментални и приложни изследвания в приборостроенето

Видян: 1700

11.45.9.51 © ailback.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Обратна връзка .