6、免疫傳感器：免疫傳感器是以抗體或抗原為生物敏感部件的生物傳感器

生物傳感器包括一個有特殊生物反應的生物敏感部件和一個能將反應信號轉變成電信號的轉換器。第一代生物傳感器是將固定了生物活性物質(如酶等)的膜(如半透膜等)覆被在電化學電極上形成的；第二代生物傳感器是將人工合成的媒介體與生物活性物質摻和后直接吸附或共價結合到轉換器表面形成的；第三代生物傳感器是將生物活性物質直接固定在電子元件(如半導體場效應晶體管)上形成的，因為可以直接感知和放大界面物質的變化，把生物識別與信號轉換結合在一起。由于生物傳感器的高度自動化、微型化與集成化，在生物、醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)測、海洋、軍事等領域具有重要的應用價值，特別適合于現(xiàn)場和原位監(jiān)測。以乙酰膽堿酯酶和抗原抗體為生物敏感材料的生物傳感器在農藥殘留免疫分析和污染監(jiān)測中具有較好的研究開發(fā)和應用價值。

免疫傳感器根據(jù)是否使用標記物分為標記型免疫傳感器和非標記型免疫傳感器。標記型免疫傳感器利用標記物將免疫反應信號放大(如酶促顯色反應)或利用標記物信號強度的變化(如熒光增強、熒光猝滅等)對待測物進行檢測。非標記型免疫傳感器不用任何標記物，直接利用抗原抗體反應所產生的電化學信號(如介電常數(shù)、電導率、膜電位等)、光信號(如折射、反射、透射等)等參數(shù)的變化對待測物進行檢測。

根據(jù)信號轉換器的不同，免疫傳感器分為電化學免疫傳感器、壓電晶體免疫傳感器、熱敏免疫傳感器、光學免疫傳感器、半導體免疫傳感器、微懸臂免疫傳感器、免疫芯片等。

(1)電化學免疫傳感器：電化學免疫傳感器分電位型、電流型和電容型。電位型免疫傳感器主要指響應抗原抗體反應引起的跨膜電位變化和電極電位變化的免疫電極。電流型免疫傳感器通常是指在恒壓條件下，檢測抗體或(抗原)上標記的酶催化底物發(fā)生氧化還原反應產生電流的電極。電容型免疫傳感器是建立在雙電層理論上的一種傳感技術。在給定電勢下，當表面修飾有電絕緣膜的金屬(或半導體)電極插入待測溶液中時，在電極與溶液界面形成一個類似的電容器，能夠儲存一定的電荷。以修飾有抗原或抗體的電絕緣膜制備電容型免疫傳感器，將這種傳感器插入待測溶液中，抗原抗體反應改變了電絕緣膜的介電常數(shù)，從而使傳感器的電容發(fā)生變化，其變化程度與待測物的量在一定范圍內線性相關。

(2)壓電晶體免疫傳感器：壓電晶體免疫傳感器是將抗原(或抗體)修飾在壓電晶體上制成的。在壓電晶體表面，抗原抗體復合物的形成引起質量或聲波的改變，通過壓電晶體將質量信號或聲波信號轉化為電信號，從而對待測物進行檢測。

(3)熱敏免疫傳感器：熱敏免疫傳感器是將抗體(或抗原)固定在含熱敏電阻的材料上制成的，一般用在酶免疫等具有反應熱變化的檢測中。在與抗原抗體反應相關的酶促催化反應發(fā)生時，可產生20～100 kJ/mol的熱量，導致熱敏電阻的阻值發(fā)生變化，從而引起與熱敏電阻相關的電路中電流的變化，依此對待測物進行檢測。

(4)光學免疫傳感器：光學免疫傳感器是將免疫反應與光信號變化檢測相結合的傳感器件。標記型光學免疫傳感器一般用酶或熒光材料作標記物。在酶免疫分析中，通過測定酶促顯色反應的強度(吸光度)對待測物進行檢測，在熒光免疫分析中通過測定熒光強度的變化對待測物進行檢測。非標記型光學免疫傳感器是光學免疫傳感器的主體。將抗體(或抗原)固定在玻璃、光纖等材料表面，抗原抗體反應導致光的折射率、反射角、透射率等發(fā)生變化，這些變化通過光電轉換器轉化為電信號，對待測物進行檢測。在光學免疫傳感器中，光導纖維免疫傳感器具有體積小、光傳輸效率和傳輸密度高、環(huán)境適應性和抗干擾能力強、不需要參比信號、靈敏度高等優(yōu)勢，成為光學免疫傳感器研究的熱點和前沿之一。

(5)半導體免疫傳感器：半導體免疫傳感器是由生物識別單元(抗原一抗體)與半導體器件(通常是場效應晶體管)相結合研制而成，可以直接響應免疫反應引起的電信號(電流、電容)的變化，從而對待測物進行檢測。

(6)微懸臂免疫傳感器：微懸臂免疫傳感器是將抗體(或抗原)固定在具有納米金涂層的微懸臂表面，抗原抗體反應的發(fā)生導致微懸臂表面性質的變化而使微懸臂發(fā)生形變，從而導致與微懸臂相關的光學(如反射、折射等)信號的變化，依此對目標分析物進行檢測。

目前在農藥殘留分析方面，免疫傳感器的研究尚局限于檢測三嗪類除草劑等少數(shù)農藥，如研ennan等人研制了用于檢測阿特拉津的電化學免疫傳感器，Yokoyama等人研制了用于檢測阿特拉津等的壓電晶體免疫傳感器，Kroger等人研制了用于檢測2，4-滴的電流免疫傳感器，Minunni等人研制了用于檢測阿特拉津的表面等離子體共振(surface plasmonresonance，SPR)免疫傳感器等。

7、免疫芯片：免疫芯片(immuno chip)是指將抗原(或抗體)用適當方法固定在微小片基(如硅片等)上形成的抗原(或抗體)點陣陣列器件。陣列各點可以同時進行非均相(競爭或非競爭)標記型免疫反應，反應結束后洗滌去除游離物，用共聚焦熒光(熒光標記)顯微掃描、電荷耦合元件(charged-coupled device，CCD)成像法進行檢測。免疫芯片的研究與開發(fā)，為高通量免疫分析開辟了一個重要途徑。

三、農藥免疫分析技術的建立與應用

建立農藥免疫分析技術的基本程序包括半抗原和抗原的合成、抗體的制備與分離純化、半抗原或抗體的標記、免疫分析技術的建立和條件優(yōu)化等。

(一)半抗原的合成

農藥半抗原通常是指能耦聯(lián)在分子質量大的載體(通常為蛋白質)上作為抗原決定簇、并具有反應原性的農藥及其衍生物。農藥半抗原必須具備3個基本要素，一是農藥半抗原的自身結構應有一定的復雜性，能夠被免疫活性細胞所識別；二是保持目標分析農藥的分子結構(包括立體結構)特征；三是分子中具有可與載體蛋白質結合的活性基團(如羧基、氨基、羥基等)。有些農藥分子中含有可與載體蛋白質耦聯(lián)的活性基團，如苯氧羧酸類農藥2，4-滴、2，4-滴丁酸。有些農藥需要經過化學反應，產生活性基團，如硝基可還原成氨基、氰基可水解成羧基、鹵素被堿解為羥基等。為了使目標分析農藥的特征結構能夠突出于載體蛋白質表面，成為有效抗原決定簇，通常在目標分析農藥分子的非特異性部位衍生一個含2～6碳原子并具有末端活性基團的鏈狀“連接臂”。研究發(fā)現(xiàn)，制備包被原的農藥半抗原與制備免疫原的農藥半抗原的“連接臂”有一定差別，有利于提高分析的靈敏度。

合成具有“連接臂”的農藥半抗原一般從下述3個方面著手。

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