Иммуносенсор

В зависимости от измеряемого параметра, характеризующего чувствительность датчика к определенному компоненту, выделяют электрохимические (потенциометрические, вольтамперометрические, амперометрические, кулонометрические, кон-дуктометрические), оптические (спектрофотометрические, люминесцентные), чувствительные к изменению массы (пьезоэлектрические и акустико-поверхностно-волновые), магнитные и термометрические датчики. Дополнительная классификация химических сенсоров проводится по определяемому компоненту пробы. Соответственно сенсоры делятся на ионные, молекулярные, газовые, биосенсоры, включая ферментативные и иммуносенсоры. Учитывая сложность классификации (полная классификация и история создания сенсоров может быть найдена в работе [330]) и разнообразие химических сенсоров, в данной главе представлены лишь отдельные группы сенсоров, в которых существенную роль играет модифицирование поверхности неорганических носителей. [c.468]

Рис. 1.6. Иммуносенсор на основе 02-электрода Кларка [ ]

Иммуносенсоры представляют собой биосенсоры, включающие антитела в качестве селективно связывающих компонентов. К ним относятся ферментные иммуносенсоры, волоконно-оптические флуоресцентные иммуносенсоры, пьезоэлектрические системы, иммуносенсоры на основе полевых транзисторов, оптические системы, микроволновые системы, приборы на основе резонанса поверхностных плазмонов и преобразователи, чувствительные к конформации молекул см. также посвященный этим устройствам обзор [33]. [c.83]

До сих пор мы рассматривали примеры различных вариантов глюкозного сенсора на основе ферроцена. Для разработки новых ферментных электродов [45] и иммуносенсоров (тл. 4) можно, однако, использовать и другие ферментные системы. [c.216]

Моделью для многих приборов на основе описанных в этой главе реакций может служить рассматриваемое ниже устройство, в котором используется оптическое волокно диаметром 3,3 мм [12] (см. также тл. 30). В этом приборе, измеряющем концентрацию пероксида водорода в буферном растворе, пероксидазу иммобилизуют в прозрачном полиакриламидном геле и вводят люминол как в гель, так и в раствор. С помощью фотоумножителя, помещенного на другом конце волокна длиной 61 см, можно детектировать концентрации до 10 М. Указывается, что в отличие от других ферментных электродов нет необходимости в том, чтобы продукт ферментативной реакции диффундировал к поверхности электрода. Таким образом, время отклика прибора очень мало-около 4 с. При этом, однако, возникает проблема, связанная с тем, что сигнал лимитируется массопереносом. Использование световода простой формы позволяет сделать конструкцию приборов удобной и работоспособной [4]. Так что эта идея заслуживает внимания. При реализации такого подхода основные проблемы, вероятно, связаны с иммобилизацией фермента. В случае иммуносенсоров, конечно, возникают трудности, обуславливаемые крайне низкой скоростью установления равновесия при связывании лиганда с антителом. Тем не менее благодаря высокой чувствительности детектирования света и независимости от процессов на электроде дальнейшие исследования в этой области представляются перспективными. [c.500]

Несмотря на отмеченные достижения в создании иммуносенсоров, в том числе и для определения суперэкотоксикантов, в целом их внедрение в практику связано со значительными трудностями, хотя в лабораторньгх условиях они демонстрируют несомненные преимущества перед инструментальными методами. По-видимому, среди них наибольшего внимания заслуживают те, которые позволяют проводить анализ на месте отбора проб, т.е. оп sae. [c.304]

Характеристики макросенсоров с ферментным покрытием детально обсуждаются в разд. 7.8.3. Иммуносенсоры, в свою очередь, основаны на принципах радиоиммунного анализа (разд. 7.8.3). [c.502]

Рис. 7.8-3. Типы иммуносенсоров, а — Moдифициpoвaiшaя антителами поверхность преобразователя б — конкурентный иммунный анализ, [ ] ос l/[Ag] в — сандвичевый иммунный анализ, [ ] ос [Ag] г—гомогенный иммунный анализ, [ ] ос l/[Ag].

В ближайшие десять лет, по-видимому, поступят в продажу и другие датчики, позволяющие, например, определять содержание отдельных компонентов крови. Появятся и биоэлектронные иммуносенсоры, причем в некоторых из них будет использоваться полевой эффект транзисторов. На их основе предполагается создать относительно дешевые приборы, способные определять и поддерживать на заданном уровне концентрацию широкого круга веществ в жидкостях тела, что может вызвать переворот в диагностике. [c.19]

Метод моделирования и получения искусственных мембран основан на получении и исследовании моно- и бимолекулярных липидных слоев, везикул, липосом и протеолипосом. Сущ ествует два основных типа искусственных мембран классические плоские и сферические мембраны различного размера. Для получения искусственных мембран используют различные фосфатиды, нейтральные глицериды, смеси липидов биологического происхождения, добавляя к ним холестерин, а-токоферол и другие минорные добавки. Потенциальная ценность искусственных мембран для исследований зависит от возможности включения в них природных белков, в особенности тех, которые обладают транспортными свойствами. Липосомы, со-стоящ ие из белков и липидов, стали получать в 60-е гг. термин протеолипосомы был введен В. П. Скулачевым. В настоящее время разработан целый ряд методов приготовления различных типов липосом и протеолипосом, а также их стандартизации по размерам, структуре, гомогенности, стабильности и другим характеристикам. Липосомы используют для доставки в клетку лекарственных и химических соединений, стабилизации ферментов в инженерной энзимологии, введения в клеточные мембраны молекул зондов, модифицирующих и моделирующих их поверхность. Большой интерес для генной инженерии и медицины представляют работы по введению в клетки при помощи липосом нуклеиновых кислот и вирусов. В липосомы включают митохондриальные компоненты и изучают на таких модельных системах процессы генерации энергии в клетках. Ультра-тонкие искусственные мембранные структуры — полислои Лен-гмюра—Бложе (ПЛБ) — применяют для получения био- и иммуносенсоров. Создаются ПЛБ с иммобилизованными ферментами и компонентами иммунологических систем. При использовании смешанных липид-белковых пленок ПЛБ получают информацию о функционировании белков и о липид-белковых взаимодействиях в мембране. Результаты изучения физических характеристик, проводимости, проницаемости и других свойств искусственных липидных мембран имеют большое зна- [c.216]

Переход к новым принципам ре11истрации взаимодействия антиген - антитело связан с развитием иммуносенсоров. В основе этих методов лежит идея совмещения в пространстве и времени двух процессов узнавания образа антигена и одновременной модуляции свойств маркера. Одним из таких подходов является метод возбуждения флуоресценции на поверхности кюветы светом, проходящим в специальной оптической среде. Этот метод очень перспективен и создает много возможностей для развития новых методов иммунохимического анализа на основе новых для иммунохимии носителей. [c.6]

Можно ожидать также, что сочетание современных высокочувствительных методов обнаружения с иммуноанализом приведет к созданию иммуносенсорных устройств. Такие иммуносенсоры, которые уже получили высокую оценку в научной литературе, сейчас начинают выпускать в промышленном масштабе. Иммуносенсор должен представлять собой небольшой ручной инструмент, способный после добавления нескольких капель пробы (например, молока, плазмы или экстракта токсина) непосредственно показывать количество определяемого вещества в пробе. (Создание имму-носенсоров может быть связано с преодолением больших технических трудностей, но кто мог подумать даже 15 лет назад, что за такой короткий срок визуальный иммуноанализ станет обычным в повседневной практике. [c.115]

Альтернативный путь для разработки гомогенных методов иммуноанализа был предложен нами и другими исследовательскими группами. Этот подход, который мы первоначально назвали иммуноанализом на непрерывной поверхности [7], основан на контроле протекания реакции антиген-антитело после и (или) во время связывания с непрерывной поверхностью, которая является частью системы обнаружения сигнала. Принцип действия этих иммуносенсоров включает иммобилизацию одного из иммунореагентов на поверхности сенсора, которая изготовлена таким образом, что она приобрела чувствительность к некоторым компонентам или продуктам реакции. Для обнаружения иммунологических реакций на непрерывной поверхности использовались как электрохимические, так и оптические методы. Электрохимические методы описаны в гл. 15. В нашем обзоре внимание сконцентрировано на оптических системах, и в частности на использовании явления < полного внутреннего отражения в гомогенных методах иммуноанализа. [c.238]

Высокая селективность действия иммуносенсоров достигается за счет специфичности взаимодействий типа антиген — антитело, фермент — субстрат и др. В многочисленных работах на эту тему описана иммобилизация различных белковых антител [154, 164-168] и применение данных сенсоров для определения пестицидов, вирусов, бактерий и др. Наиболее распространенная схема иммобилизации антител включает последовательную обработку поверхности ПКМ 7-аминопропилтризтоксисиланом, глутаровым альдегидом, а затем иммобилизуемым соединением. Для ПКМ с золотыми электродами широко используются самособирающиеся монослои тиолов и других сераорганических соединений [169, 170[. Описано применение ПКМ для исследования связывания ДНК [171[ и РНК [172] с поверхностью и их определения в растворе [173]. [c.325]

Биосенсоры. Существует огромное количество биосенсоров различной конструкции и принципа действия, включая рассмотренные выше электрохимические, оптические и массчувствительные сенсоры. В биосенсорах в качестве активных элементов используются селективность иммобилизованных биологически активных веществ или на границе раздела раствор — мембрана реализуется биохимический процесс. Наиболее распространенными биосенсорами являются ферментные (энзимные) и иммуносенсоры. Отличительной особенностью ферментных сенсоров и иммуносенсоров является их исключительно высокая селективность, связанная со специфическим действием фермента и еще более специфическим взаимодействием антитело — антиген. [c.473]

Различные комбинации мембран на основе антител и ферментных электродов могут привести к созданию новых автоматизированных сенсоров, чувствительных к антигенам. Такие биосенсоры, возможно сопряженные с сенсорами ферментов печени, позволяют обеспечить быстрое и надежное наблюдение за кровеснабжением. На рис. 1.6 показан иммуносенсор на основе измерения потребления кислорода в присутствии глюкозооксидазы и глюкозы. Таким образом определяют содержание антител поверхностного антигена вируса гепатита В. Описаны и другие электроферментные методы для иммунологических исследований, и это направление, видимо, будет интенсивно развиваться (гл. 14). [c.18]

Антигены и антитела. До сих пор не описано каких-либо серийных биосенсорных систем для определения антигенов и антител. В разработанных недавно ферментных иммуносенсорах измеряют активность ферментов-маркеров, связанных с определенным количеством антигена. Содержащий маркер антиген и немеченый определяемый антиген конкурируют между собой за связывание с определенными сайтами антител на мембране, покрывающей электрод. Неизвестная концентрация немеченого антигена обратно пропорциональна измеряемой электродом активности фермента-маркера. Однако в настоящее время чувствительность этого метода низка по [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология