适配体传感器:一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法

2021/11/12 10:55 · 传感器知识资讯 ·  · 适配体传感器:一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法已关闭评论
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适配体传感器:一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法专利内容由知识产权出版社提供摘要:本发明提供一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法,属于外泌体检测技术领域。检测外泌体的适配体组包括CD63适配体和EpCam适配体,CD63适配体

适配体传感器:一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法  第1张

适配体传感器:一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法

专利内容由知识产权出版社提供
摘要:
本发明提供一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法,属于外
泌体检测技术领域。检测外泌体的适配体组包括CD63适配体和EpCam适配体,CD63适配体能特异
性与外泌体的CD63蛋白结合,EpCam适配体能特异性与外泌体的EPCAM蛋白结合,两种适配体组
不易受pH、温度等环境因素影响稳定性好。本发明还提供侧流式适配体生物传感器,主要基于层析
试纸条原理将CD63适配体喷涂于结合垫上,将EpCam适配体喷涂形成检测线上,质控线上喷涂有能
与纳米金标记的适配体的DNA探针通过碱基互补配对结合。测流式适配体生物传感器可以检测到
个外泌体,为癌症快速筛查和诊断提供了革新的工具。
申请人:
安徽科技学院
地址:
?安徽省滁州市凤阳县东华路9号
国籍:
CN
代理机构:
北京高沃律师事务所
代理人:
刘奇
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适配体传感器:传感器表面的适配体固定方法及其在生物传感器中的研究进展

摘要:

适配体分子量小,结构简单,易于合成,适于反复使用和长期保存,适用于生物传感器领域.本文介绍了常见的适配体在传感器表面固定的方法,包括金硫键自组装膜,化学键共价结合,生物素/亲和素亲和作用,互补核酸链连接等,阐述了目前的研究进展,并分析比较了各种方法的特点.适配体传感器在检测范围,检出限,检测时间,多组分同时检测等方面的发展,将推动其在食品质量安全检测,疾病诊断,药物分析,环境监测等领域的广泛应用.

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适配体传感器:一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法  第2张

适配体传感器:基于电化学核酸适配体传感器

原理作为近几年兴起的一种电化学传感器,也被称成为电化学核酸适配体传感器,以诱导结合的寡聚核苷酸适配体的折叠为基础,可用于检测蛋白质,小分子以及无机离子。被检测目标物与电极上核酸适配体结合改变其折叠与灵活性,使得其上的氧化还原标签出现电子得失。产生感应电流,进而产生信号。标签通过电极表面的硫醇键和金电极表面结合。标签的集合会造成寡聚核苷酸的结构和动力学变化,而这种变化反过来会影响电子传递的效率。优点因为适配体以及其上的氧化还原标签和电极的结合都很紧密。所以这样的传感器有很好的重复利用性。而且,因为E-AB这种信号响应时基于特异性结合产生的,所以其对杂质的非特异性的结合的抗干扰性比较强。所以对于比较复杂的检测样本也是适用的。影响因素探针包被密度,AC频率,自组装单层钝化膜等目前改良传感器的主要研究方向。制造以及操作方式都可能对传感器的性能产生影响,但是程度尚不清楚。因为认为E-AB的信号产生是伴随氧化还原标签和电极表面碰撞引起的,所以分子堆积对传感器会有影响。又因为E-AB信号依赖于电子传递,所以过程中用来激发传感器的AC电流的频率对其也会有影响。同样的,电子传递时必须经过的自组装单层钝化膜对其也有影响。意义是将适配体和电化学传导介质结合的技术,使得原有的适配体技术可以获得更高的敏感性,快速响应以及配置简单等特点。适配体本身的微细多变的特性可以让高密度单膜的固定更有效,这一点对于压缩电化学设备的整合以及微型化有着很重要的意义。适配体传感器:一种检测外泌体的适配体组、侧流式适配体生物传感器及其制备方法  第3张

适配体传感器:电化学适配体传感器ppt

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3.1 概述 3.2 核心元件 3.3 电化学传感器 3.4 光学传感器 3.5 其他传感器 传感器是一种选择性地、连续地和可逆地感受某一物理量或化学量或生物量的装置。 传感器结构示意图 图示鼻子类似为传感器 识别元件 对某种或某类分析物产生选择性响应。 化学量换能器 将某种可以观察到的变化转化为可测量的信号。 传导器 施加一种可计量的作用后整个装置以该部分元件来运转系统。 电信号或光信号检测器 传感器分类 物理传感器 用以测量物理量,如长度、重量、温度、压力和电性能。 化学传感器 是通过某种化学反应以选择性方式对特定的待测分析物质产生相应从而对分析物进行定性或定量测定。 生物传感器 实际上是化学传感器的子系统,但也常冠以其名单独作为专题考虑。采用某种生物敏感元件与换能器相连。与普通的化学传感器不同的关键在于其识别元件在性质上是生物质。 化学与生物传感器分类 电化学传感器 电位测定、伏安测定、电导测定等。 光学传感器 吸收光谱、荧光光谱、化学发光等。 压电传感器 热传感器 核心元件-敏感元件 传感器识别分析物的核心部件 3.2 识别分析物的敏感模式 离子的识别 分子的识别 生物的识别 酶催化识别反应 抗体-抗原免疫反应 核酸杂交识别反应 适配体与目标物识别反应 信息分子与受体识别反应 酶催化识别反应 葡萄糖 + O2 + H2O ────→ 葡萄糖酸 + H2 O2 抗体-抗原免疫反应 Ag + Ab=Ag-Ab 核酸杂交反应 由于核酸成分之间有特定碱基配对进而产生遗传密码,这种遗传密码决定了所有生命细胞的再现特性,从而能确定一类物质中的个别物质的遗传特性. DNA探测试剂能用于检查遗传疾病、癌症和病毒传染病。DNA鉴定通常包括有加入体系标记的DNA,此标记可以是放射活性的、可光测的、酶或电活性等. 生物组分的固定化-吸附法 许多物质在其表面都能吸附酶,例如,氧化铝、活性炭、黏土、纤维素、高岭土、硅胶、玻璃和胶原蛋白。此技术不需要试剂,但需要提纯步骤,并且对酶只有较小的破坏作用。 一般有两种形式:物理吸附V.S. 化学吸附 这是最简单的方法,包含最少的准备过程,但是键联比较弱。适于短期研究。 生物组分的固定化-微囊包封法 最早期用于生物传感器的一种方法,此技术将生物材料固定在惰性膜后面,这样使生物材料与转换器之间紧密接触,采用此方法不会影响酶的可靠性,并能防止污染和生物降解。 对于温度、pH值、离子强度和化学组成的变化也是稳定的。 但是,此体系对某些材料,例如小分子包括各种气体和电子是可以穿透的。 生物组分的固定化-截留法 生物材料与一种单体溶液混合,然后进行聚合生成凝胶将生物材料夹在里面。 通常应用的凝胶是聚丙稀酰胺。 生物组分的固定化-交联法 生物材料与固体支撑物或与其他支撑材料,像凝胶发生化学键联。双官能试剂,如戊二醛,可以用于此技术。 但对于生物材料来说此技术对某些扩散存在限制。 对生物材料也有危害。 另外,体系的机械强度不良。 生物组分的固定化-共价法 此方法中需要小心设计生物材料中官能团和支撑基质之间的键合作用。生物材料氨基酸中的亲核官能团对催化作用不是本质的,而酶在这方面是适合的。 3.4 光 纤 传 感 器 引 言 光导纤维及其应用是20世纪70年代以来世界科学技术领域最重要的发明之一,它与激光器、光导体、光探测器一起,构成了光电子学的新领域。光导纤维化学传感器和生物传感器是80年代诞生的一种新的传感技术,是分析化学近10多年来的一个重大发展。 光导纤维生物传感器又称光极 美国 fiber optical biosensor 欧洲大陆 optode 英国 optrode 光导纤维生物传感器的结构 光导纤维的波导作用及其构形 人们还发现,当光到达光导纤维纤芯和包层界面时,并不能立刻产生全反射,而是渗入光疏介质一定深度(图19.3)。也就是说,光的电场强度在界面处并没有立即减小为零,而是在外部介质中以指数的形式减弱,且延伸到第二介质中去,在第二介质形成一个“尾巴”,这一现象叫消失波(evanescent wave)。 传感层 传感层由固定化分子识别物质和载体组成 优良的传感层: 高的灵敏度和选择性 较快的响应速度 良好的稳定性和可逆性 较长的寿命 光导纤维生物传感器的分子识别反应 酶催化识别反应 特异性抗体-抗原免疫反应 核酸杂交反应 蛋白分子受体-配位体识别反应 外源集素-糖分子识别反应 用于固定分子识别物质的载体都是光学透明物质 玻璃(包括硅藻凝胶、硅胶、石英和多孔玻璃微球等)、纤维素、琼脂糖、高分子聚合物(包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、尼龙等)、离子交换膜、渗析膜、壳质胺、牛血清蛋白等。 厚度在5—200μm之间。近年来具有单分子层结构的人工类脂膜受到很大重视,已用于制备高选择性、快响应的生物传感器。 分子识别物质在载体上的固定化方法有包埋法、 吸附固定法、电价固定法和共价偶联法。 对玻璃类的载体则需先进行硅烷化处理,“修饰”上活性基团: 光纤传感器的检测模式 紫外可见光吸收光谱 荧光光谱 化学发光 光反射-全内反射光谱 光散射 生物催化传感器 最简单的一种是用固定化酯酶或脂肪酶作成生物催化层进行分子识别,再通过产物的光吸收对底物浓度进行传感, 如测量在404nm波长下的吸收,即可确定对硝基苯磷酸的含量,线性范围为0-——400μmol/L,生物体内许多酶类和脂肪类物质都可用这类传感器进行测定。 研究最多的当属检测NADH的生物催化传感器 乳酸 + NAD+ ?丙酮酸 + NADH 在生物催化层中生成的NADH也可利用耦合的FMN(黄素单核苷酸)生物发光反应,通过光导纤维进行传感。 谷氨酸盐 + NAD+ ?酮式二酸 + NH4+ + NADH NADH + FMN + H+ ? NAD+ + FMNH2 FMNH2 + RCHO + O2 ? FMN + RCOOH +h? 某些生物催化反应所产生的物质不能直接给出光学信号,需要在生物催化层和光测量之间插入一个起换能作用的化学反应,使其转变为能进行光检测的物质,称为复合光极。如许多酶催化反应都能消耗或产生质子、氧、二氧化碳或过氧化氢等. 青霉素G ?青霉素酮酸盐 + H+ 胆固醇 + O2 +H2O ?胆固烯酮 +H2O2 L-苏氨酸 ? ?-丁酮酸 + NH3 L-谷氨酸 ? L-氨基素 + CO2 生物感受器(biological receptor) 光导纤维免疫传感器 酶活性传感器 这类传感器是将相关酶的底物固定在光纤上,在待测酶的作用下生成的产物可用光吸收或进行测定。它主要用于人体内各种水解酶活性的测定,如脂肪酶、磷酸酯酶、碳酸酯酶、酰基转移酶和淀粉酶等,由于底物反应后非固定化部分是酸或糖类,因而它在体内不会造成对健康地损害。

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