討論主題
背景
生物傳感器是如何工作的?
生物素親和素系統簡介
實驗
表徵的c-Si/Biotin
c-Si/Biotin-Avidin複雜的表徵
結論
背景
分子間的相互作用的分析是在醫療保健,製藥和生物技術領域研究的一個關鍵領域。在固體表面的分子識別,形成了大量的生物和免疫診斷設備的基礎。
生物傳感器是利用生物分子檢測等生物分子或化學物質的分析設備。通常情況下,探測器分子,都必須連接到一台電腦,轉換成與微處理器的計算能力的生物系統,可以通過監測傳感器。
生物傳感器是如何工作的?
生物傳感器包括三個部分:
- 敏感的生物元素(生物材料,如組織,微生物,細胞器,細胞受體,酶,抗體,核酸等),生物衍生材料或仿生)。敏感的元素,可以創建生物工程。
- 之間的換能器(聯營公司的兩個組件)。
- 探測器的元素(在理化工程;光學,壓電,電化學,測溫,或磁場)。
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圖1生物傳感器的主要組成部分的示意圖。此裝置包括:(一)生物催化劑轉換到產品的基材;(二)(三)放大的傳感器決定的反應,將其轉換為電氣信號輸出,(四)處理,( E)顯示。
生物素親和素系統簡介
有許多不同類型的生物傳感器的應用潛力。生物傳感器的方法,在研究和商業應用方面的寶貴的主要要求是分子識別目標,提供一個合適的生物識別元素,並一次性便攜式檢測系統的潛力是首選敏感的實驗為基礎的技術在某些情況下。下面給出了一些例子:血糖監測在糖尿病患者< - 歷史的市場驅動力,其他醫療衛生相關的目標,環境的應用,如農藥和河流水污染物的檢測,如空氣中的細菌在反生物恐怖活動的遙感,檢測病原體 ... ...
在這種設備的發展的主要目標是到傳感器元件以這樣的方式,以保持最大的生化活動和最起碼的非特異性相互作用的蛋白質固定。
親和是在蛋清中發現的一種糖蛋白。生物素是一種 B族維生素家族的成員,又稱維生素 - H。
生物素 - 親和素系統在這些應用中起著重要作用,因為它具有高度特異性和較強的約束力親和力。這個系統的另一個顯著優點是四個相同的結合位點的生物素抗生物素蛋白,確保綁定只是利益的目標。
吸附在固體表面,並組裝抗生物素蛋白的生物素,使得附加積極配體生物傳感器的表面,從而確定樣品中的目標物種和生物傳感器的選擇性增加,減少非特異性相互作用的干擾。
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生物素-親和素複合物的形成原理圖 2。
當接觸到與抗生物素蛋白/生物素面和綁定到它的具體品種有薄膜的厚度增加。通過測量薄膜的厚度增加,一看就知道,如果一個生物分子勢必傳感器的表面。厚度的增加是很小,通常是20一個訂單,需要測量的敏感和可靠的技術。
這種技術是橢偏光譜 ( SE ),非破壞性的和非常精確的技術檢測超薄層,以及調查,可以發生在固-液界面的相互作用。一個技術的主要優勢是,可以在周圍的空氣,液體或真空環境調查。
實驗
橢偏數據的收集使用的發病率為70 °的角度UVISEL光譜相位調製橢偏從堀場科學跨越260-830納米的光譜範圍。 UVISEL和模塊化設計的相位調製技術相結合,使得一個強大的工具生物膜測量。
表徵的c-Si/Biotin
生物素膜的矽襯底上沉積是由單層代表。在周圍的空氣環境進行測量,樣品僅僅是放置在樣品階段來執行的非破壞性測量。
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圖3生物素的光學常數
c-Si/Biotin-Avidin複雜的表徵
測量是在液體環境中進行,樣品放置在一個充滿液體的細胞離子水。用於單層模型中的樣本。我們提出的假說,即素膜和生物素 - 親和素複合物的折射率是一樣的。發現厚度的增加,顯示了強大的生物素 - 親和素系統的結合親和力。
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下圖顯示了優秀的實驗數據和模型之間的協議。
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圖4實驗和生成的數據。
結論
本應用筆記介紹了一個非常精確的儀器,用於研究固體/固體或固/液界面反應,生物膜厚度測量的適宜UVISEL光譜相調製橢偏。
資料來源:堀場科學-薄膜部
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