Оптические иммуносенсоры

Оптические иммуносенсоры можно разделить на три группы [139]: прямые, не

использующие метки для контроля иммунореакции, и непрямые, использующие, как

правило, флуоресцентные или электролюминесцентные метки. Третья группа сенсоров

осуществляет контроль концентрации окрашенного продукта ферментативных реакций.

Работа хемилюминесцентные сенсоров основана на метках, генерирующих

фотоны. Обычно данный вид анализатора работает по конкурентному принципу. Свет,

испускаемый связавшейся меткой на границе оптоволокна, передается для усиления на

фотоумножитель. Примером такого сенсора является датчик на кокаин и его метаболиты,

определяемые в человеческой моче [140]. В данной работе на поверхность скошенных

торцов четырехканального оптоволокна, прививался конъюгат казеина с

бензоилэкогином; образовавшийся слой заполнялся антителами мыши (CY5-Ab) с

цианиновыми флуоресцентными метками. В процессе инкубации сенсора производными

кокаина ингибировалась флуоресценция меченых антител. Диапазон эффективных

концентраций определения бензоилэкогина варьировался от 0.75 до 50 нг/мл. Время

анализа, включая время протекания процесса регенерации поверхности рецептора на

оптоволокне не превосходило 4 минуты. В работе [141] также представлен конкурентный

кокаиновый сенсор с иммобилизованными моноклональными антителами на кварцевом

оптоволокне. В анализируемый образец добавлялся кокаин с меткой флуоресцеина, и

измерялась суммарная интенсивность флуоресценции связывающихся с антителами

молекул конъюгата с пороговой концентрационной чувствительностью 15нМ.

К оптическим сенсорам, не использующим метки, относятся датчики

поверхностного плазмонного резонанса (surface plasmon resonance, SPR),

функционирующие благодаря феномену вторичного возбуждения света отраженной

волны свободно осциллирующими электронами (плазмонами). При определенном угле

падения монохроматического поляризованного света на поверхность металлических

проводников наблюдается минимум отражения, возникающего при строго определенном

угле падения, названного углом резонанса. Высокочувствительный SPR-сенсор на морфин

был предложен в работе [142]. Конъюгат БСА с морфином физически сорбировали на

поверхность золотой тонкой пленки Было показано что при увеличении концентрации

антител в растворе, а также происходило линейное увеличение смещения резонансного

угла. Добавление морфина в буфер с антителами приводило к конкуренции между

связыванием на поверхности и в растворе и к уменьшению эффективной концентрации

антител, которая фиксировалась по смещению угла плазмонного резонанса.

Чувствительность сенсора к морфину составила порядка 0.1 нг/мл. Аналогичная схема

применялась также для определения метамфетамина [143]. Иммуносенсоры на основе

поверхностного плазменного резонанса обычно характеризуются очень низким пределом

обнаружения, а также наименьшей погрешностью определений (на уровне 2-8%) во всем

диапазоне определяемых концентраций, но имеют более узкий интервал рабочих

концентраций и требуют использования дорогостоящего, сложного в эксплуатации

оборудования, поэтому они являются менее распространенными, по сравнению с

экономичными и достаточно простыми в эксплуатации амперометрическими системами.

Оптические иммуносенсоры, основанные на детектировании неферментных меток

являются наиболее распространенными. Как правило, маркерами служат флуоресцентные

либо люминесцентные метки, обеспечивающие высокую чувствительность анализа.

Оптическое детектирование ферментных меток используется при разработке

иммуносенсоров довольно редко [139]. Необходимость длительных, многостадийных

операций делает применение данных иммуносенсоров менее выгодным по сравнению с

применением традиционного твердофазного иммуноферментного анализа. Наиболее

успешными оказались попытки создания методик определения низкомолекулярных

соединений. Так, например, в ранее упомянутой работе [170] иммунный комплекс кокаина

с мечеными антителами детектируют, измеряя активность фермента

спектрофотометрически.

Таким образом, несмотря на ряд преимуществ оптических иммуносенсоров перед

электрохимическими (например нечувствительность к электрическим помехам и большую

безопасность при исследованиях in vivo), они остаются пока менее разработанными, чем

другие виды сенсоров.

Нейтронография

Интерференционные и дифракционные явления при движении частиц

Сенсорные системы. Органы чувств. Физиология органов чувств. Функции сенсорных систем. Сенсорное восприятие. Этапы сенсорного восприятия. Сенсорные системы

Электромеханическая память

Вернуться в оглавление: Физические явления