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电化学发光免疫传感器探究

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摘要:随着科学技术的不断发展,我国在各领域的科研都取得了较大得成果,同时多领域的学科交叉研究也正在逐渐成为科学家们的发展研究的新方向,尤其是在生物、化学、物理等方面的相互交叉研究更是取得了较大的成就。电化学发光免疫传感器研究是科学家们将电化学发光分析与生物免疫传感器技术的又一学科交叉研究的成果。电化学发光主要是对免疫系统、生物活性酶进行研究分析,而电化学发光免疫传感器的研究成果在目前的现状中主要是在临床领域具有较明显的成效。鉴于此,本文将主要从电化学发光免疫传感器的研究现状和运用分析,寻求电化学发光免疫传感器的进一步的技术创新与改革,以求其能在更多领域中发挥作用。

关键词:计电化学发光;免疫传感器;研究进展;改革创新

电化学发光免疫传感器是一项在电化学发光技术应用的基础上,结合免疫学的有关的专业知识,通过它们的内在的联系所创造出来的具有重要实践价值的科学技术。它的基本原理是:在生物内抗体活性物质会与与之相适应的抗原产生免疫识别反应,而将生物的免疫反应的免疫活性物质和电化学的发光现象相结合,将发光现象作为信号并利用转换器进行信号的转换,从而实现生物体内的免疫反应分析的工作。而电化学发光主要运用的是电极两端在有电压输出的时候,在化学发光混合剂的作用下,会促进化学发光反应的化学物质发生化学反应,在电子的运动过程中,发光粒子的相互碰撞产生能量,形成电发光的光化学现象。

1电化学的概述

根据电化学发光的化学混合剂的不同可以将电化学发光的原理主要分为三大类:有机混合物的电发光体系、无机混合物的电发光体系、半导体纳米材料的发光混合物。

1.1有机混合物的电发光体系

在有机混合物的发光体系中又可以根据混合物的有所不同分为:稠环芳烃类混合物、吖啶酯类混合物、酰肼烃类混合物。其中稠环烃类混合物的电发光体系在进行化学反应时,由于该电化学发光体系进行化学反应的反应条件比较严苛,需要去除体系中的氧气以及其他杂质,保持电解水质是非介质时才能够进行电化学发光反应。在这过程中其电发光反应的基本原理是稠环烃类混合物中存在活跃的自由基因子,在发生电化学反应时,非介质水溶剂中的存在的懒惰质子会把自由基因子消除掉。因此,在稠环烃有机混合物进行电发光反应时所需要的反应条件较高。近年来,随着该项研究的推进,科学家们发现吖啶酯类混合物在H2O2催化剂催化条件下可以提高电化学发光的活跃程度。这一发现成果使得电化学发光免疫传感器在核黄素等激素检测中得到了实际的运用,其运用范围得到了进一步的拓展。对于酰肼烃类混合物来说由于其电化学发展的性能高,因此相较于其他的有机混合物来说,其在电化学发光反应中的使用程度还是比较频繁的,所以对于该类的有机混合物的发光体系的实际运用的技术也相对而言比较成熟。比如鲁米诺,在碱性条件的环境中和H2O2催化的条件下可以提高电化学发光的效率,从而增强发光的信号。

1.2无机混合物的电发光体系

对于一些无机混合物来说,比如像金、铜、硅、铬、银等无机金属化合物其都具备电化学发光的条件。比如三联吡啶钌这种物质在其混合物中,不管是在水溶剂中还是非水溶剂中其电化学发光的利用价值都非常的高,并且其物质的稳定性十分的好。同时,它还有一个非常明显的的优点,就是即使是在电极两端的输出电压不足的情况下,它还能够进行可逆的电化学发光反应。因此,在许多的电化学发光反应中或者是生物分子的应用中都会选择无机混合物的电发光体系。

1.3半导体纳米材料的发光混合物

半导体纳米材料是有非常少的原子数量构成的量子点。而半导体纳米材料不管是在其荧光性能还是其稳定性能上都具有非常强大的优势,其荧光的强度和稳定性可以长时间的为观察生物的细胞分子的运动和相互碰撞提供支撑作用。同时由于半导体纳米材料的量子发射光线窄而对称的优点,可以利用量子点的荧光性还可以进行检测信号,并可以使用多种不同的颜色对检测信号进行标注。半导体纳米材料在化学混合物下可以对生物分子实现衔接,且毒性低,可以用于活体检测。

2电化学发光免疫传感器的运用

2.1联吡啶钌电化学发光免疫传感器

由于联吡啶钌物质分子结构稳定,水溶性良好,且能产生大量的光量子,从而增加了该物资免疫传感器的灵敏程度。因此联吡啶钌电化学发光免疫传感器再实际的运用中十分的广泛,更是临床领域商检的最重要的送体验机无需申请。对于传染疾病的检测、心脏与肝脏疾病的检测、恶性肿瘤的检测等商检都会使用该电化学免疫传感器。

2.2鲁米诺电化学发光传感器

鲁米诺是一种人工合成的荧光类化学有机大分子,在一定的条件下可以被氧化从而形成强烈的蓝色荧光。因此,鲁米诺通常被运用于检验血痕,由于生物体内的血液血红蛋白可以携带氧气发生氧气的传输,且血红蛋白中含有铁,在H2O2的催化下可以释放出氧气。在利用鲁米诺进行血检时与血红素的结合可以使其氧化发出荧光。这种血检的方法非常的灵敏,即使是一小滴的血液也能被检测出来。在现代的刑侦案件中就是利用鲁米诺电化学发光传感器进行案件的现场侦察的。

2.3半导体纳米材料电化学发光免疫传感器

由于半导体纳米材料的电化学发光传感器的灵敏度高稳定性强,因此常被运用于生物的抗原抗体分子的探测。同时量子点能够扩大光谱的宽度以及能发出的照射光小而对称,使用寿命长,颜色变化灵活,并且量子点其表面的原子较为活跃。因此,半导体纳米材料的电化学发光传感器是一种十分理想的荧光探针。

3结语

随着科学技术的不断进步,电化学发光免疫传感器的应用范围领域将会越来越广,作为生物传感器中一种,其在医疗等领域具有十分显著的优势,其灵活度高,稳定性强,使用年限长。因此我们要不断的加快其改革创新进度使其能够发挥更大的作用,创造更大的价值。

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作者:杨博凯;刘金龙 单位:山西农业大学文理学院化学生态研究所

标记免疫分析与临床杂志责任编辑:张雨    阅读:人次

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