高通量分析中生物传感器阵列研究的进展

上传者：唐虹
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上传时间：2015-04-26
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高通量分析中生物传感器阵列研究的进展

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技术进展与市场动态

ＴｅｃｈｎＯｌＯｇＩｃ“ＡｄｖａｎｃｅｓＡｎｄＭａｒＫｅｌＤｅＶｅｌＯｐｍｅｎ☆

场效应晶体管阵列和２（】个微电极阵列用于监控神经细胞的电活性。测量过程足通过直接将神经细胞放在场效应晶体管阵列的敏感层中进行培养。微电极阵列用于对神经细胞的电刺激，通过实时、无损、原位检测细胞生物电化学活性，研究细胞的生理状态”“。

３

光学生物传感器阵列

表面等离子体子共振（ｓｕｒｆａｃｅ

ｐｌａＨｍｏｎ

ｒｅｓｏｎａｎｃｅ．ｓＰＲ）是一种物理

光学现象。利用ｓＰＲ技术测定生物分子间相互作用的优点是，待测物无需标记，甚至无需纯化；反应过程可以实时监控，可以进行复杂物质的分析。ｓＰＲ技术已被广泛地用来研究生物分ｒ，如蛋白质一蛋白质、药物一蛋白质、核酸．蛋白质、核酸一核酸之间柏互作用的反应动力学、结台位点和反应物浓度等信息，其优越性是常规分析技术所无法比拟的。晴场表面等离子体共振显微方法的原理是，纳米厚度的修饰物用表面等离子体共振显像，当零衍射被扣除后，显像差别被显著放大，使结果差别与光相位和表面等离子体共振有特异性的修饰物厚度的改变相关。该方法在高灵敏度生物传感器阵列的研究与开发方面有很好的前景””。表面等离子体共振反射光束的干涉测量法已被用』‘牛物和化学传感技术。出于征一定的条件下，相位随传感器表面受体层厚度的微小变化而剧烈改变，从而比传统表面等离子体共振传感器具干丁更高的灵敏度。此外，表面等离子体共振干涉测量法可进行微米大小的空间分辨，这为生物传感器微阵列提供了一种新的方法”“。将传统ＳＰＲ光谱法与一维ｓＰＲ显微镜结合，产生了可有效监控传感器芯片表面受体阵列的平台。该系统采用ｒ相对易于重复的设计，采用一种简单的方法

补偿温度、浓度等引起的变化，ｎＪ用于同时监测几个独立的生物特异性结合ｍ“。椭圆光度法是表征表面和薄膜的有利工具。椭圆光度传感器阵列传感系统基于检测敏感层厚度、反射指数或微观结构的变化，可获得亚纳米分辨，可灵敏检测１０６的气体””。

由多组光纤构成的光纤阵列生物

传感器，每组光纤的末端被接上不同种类的生物特异分子，每一根或每一组光纤都可被专一检出，离散的光纤组合成高密度阵列，最后通过检测光导纤维传输的光信号，可Ｉ耐时分析样品中的币同绀分””。利用液晶像素阵列识别二维乍物传感器阵列的多重荧光信号新的光学设计，可以选择性地转换多种传感器产生的荧光信号以实现分别测定。该设计的主要优点是，当液晶像素阵列用Ｊ二牢间分辨时，单一检测通道叮用Ｆ检测二维基质上产生的多重荧光信号。通过测定液晶像素光的同质性和对光传输的线性动力范围，坪价了液晶像素阵列的行洵”…。另外，由专用硅材料制成的多种多扎硅层组成的全硅传感器阵列，既可用干检测ＤＮＡ，也可用于检测其他生物大分子…１。

４

质量型生物传感器阵列

石英晶体传感器阵列，义称参

道石英晶体微天平（ｍｕｌｉｌｌｃｈａｎｎｅｌ

ｑ

ｕａｒ【ｚ

ｃｒｙｓｔａｌ

ｍｉ

ｃ

ｒｏｂａｌａｎｃｅ，

ＭＱｃＭ），是将一系列石英晶体振荡器通过定的制作工艺，组成石英晶体振荡器阵列，再用照相平板印刷术和氧氟酸与铵盐双氟化物的混合液进行化学刻蚀，把石英晶体振荡器阵列装配存一块译独的右英晶体Ｉ：。

ＭＱｃＭ的每一个通道可作为卟独立

的ＱｃＭ，多道可同时产生振荡，因而ＭＱｃＭ可进行单个样品中多个分析物

生命科学仪器２００３第１卷／第１期２６—３０

的同时测定。通过将ＱｃＭ阵列与其它的传感器结合，可以获知更多的分析化学信息。通过在样品处理系统中加入膜分离装置，在进样装置中使用特殊金属缝，可以提高电ｒ鼻的定性定最分析容量，提高对特定分析对象的选择性和灵敏度…】。通过计算化学方法不仅可以预测ＱＣＭ的响应，还可计算静电作用在分子问相互作Ｊ｝Ｊ中的贡献，评价气体及敏感膜的特征””。用特定的生物分子修饰石英调音叉，通过测量选择性结合补体分析对象后的质量负荷，完成生物分子的测定。实验中可以采用直接机械激发和自激发两种方案：机械激发是将音叉装在压电盘上，检测吸附引起的振幅变化可给出质量的变化；上要缺点是灵敏度由Ｏ一因子决定，而Ｑ一因子随不同传感器和不『司实验没计显著小同。自激发是将音叉置于调谐电路中，以激发和测定音叉变化。用人抗ＩｇＧ修饰音叉，可检测５～１００

ｕｇｒＴｌＬ

１的人ＩｇＧ。

由ｒ石英调音叉由常规标准微制备过程制备，为石英传感器阵列的方便制备提供ｒ可能性”“。低成本的ＭＱＣＭ已用于农业中氨浓度的测定”…。

５

磁致阻抗传感器阵列

磁敛阻抗传感器阵列是一种较新

的生物传感器阵列。１９９８年首次报道了叮测定单个分子和ＤＮＡ、抗原一抗体、配体一受体结合力的磁致电阻的生物传感器阵列。该传感器阵列将生物分子之间的相互结合力、磁性微球、抗磁计算机记忆技术结合起来，可制备成具有ｌＪ．百万转换器的传感器阵列，因而可以测定和筛选成千上万的分析对象，并可优化后用于原位测定，在药物筛选中发挥作用…】。这种装置由抗磁传感器阵列、流通池和电磁装置构成，可将ＤＮＡ探针直接同定于传感器表

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