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压电生物传感器的应用
发布时间：2018-10-16
生物传感器是一门由生物、、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的新学科，己被成功应用于生化分析和医学检测等领域川。今天来看看压电生物传感器的应用。
根据检测原理的不同，压电生物传感器一类为质量响应型，即晶体表面质量在一定范围内的微小改变将引起频率的改变，通过测定vF 可知vM。由于此类传感器对质量改变非常敏感，因此有人亦将之称为石英晶体微天平QCM( Quarts Crystal Microbalance)。另一类为非质量响应型，利用电导率或粘度等变化引起的频率改变来进行检测，有人曾报道用此类压电传感器检测凝血酶原时间和血沉。由于目前关于质量响应型的压电传感器研究较多，以下主要介绍此型的应用。
白色念珠菌的检测：
个报道用压电微质量法检测微生物的是Muramatsu 等人。他们用C氨基丙基三乙氧基硅烷处理石英晶体,然后用特异性抗体包被。检测时，将压电芯片浸入可疑样品液中,由于免疫吸附念珠菌，晶体表面的质量增加，测得谐振频率减少，并获得了线性范围。而且在相同的混合液中对酵母菌无响应，因而具有一定的特异性。
肠道菌的检测
Plomer在1992年介绍了一种可以检测食物以及饮用水中的所有肠道细菌压电免疫传感器。他们通过蛋白A将抗肠道细菌共同抗原的单克隆抗体包被在10MHz的石英晶体表面。实验中以大肠杆菌为例，菌液浓度在106~ 109个Pml范围内可引起晶体频率有意义改变。这样通过频率的变化可以测出肠道细菌的数量。
此外还可用于爱滋病病毒、胰岛素、免疫球蛋白检测等。
压电基因传感器：
压电基因传感器属于质量响应型传感器，是基于压电石英谐振对其表面质量变化敏感的原理，在晶体表面固定大量特异的寡核苷酸序列，利用其与溶液中互补的核酸序列发生杂交反应，导致晶体表面微质量改变来检测特定的靶基因序列。
迄今为止压电基因传感器的研究尚处于起步阶段。1988年Fawcett等首先利用压电谐振器检测晶体电极表面固定的聚尿苷酸与溶液中的聚腺苷酸的互补杂交。1993年Naomi等人详细报道了其研制的压电基因传感器。
后来随着液相压电传感器技术的成熟，通过现场监测杂交过程,使压电基因传感器更为简便和快捷；同时也可进行表面杂交过程动力学的研究，并为基因传感器的优化提供依据。这方面率先开展研究的是Okahato实验室，他们测定了10~30个碱基的寡核苷酸双链互补结合的平衡常数，结合及解离的速度常数等动力学参数以及表面的杂交结合量；通过改变探针的固定方法，探针和靶基因的长度、错配的碱基数、杂交温度、杂交液离子强度等因素，详细研究了传感器表面杂交过程的动力学特性。
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