楊博凱　劉金龍

摘 要：隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國在各領域的科研都取得了較大得成果，同時多領域的學科交叉研究也正在逐漸成為科學家們的發(fā)展研究的新方向，尤其是在生物、化學、物理等方面的相互交叉研究更是取得了較大的成就。電化學發(fā)光免疫傳感器研究是科學家們將電化學發(fā)光分析與生物免疫傳感器技術的又一學科交叉研究的成果。電化學發(fā)光主要是對免疫系統(tǒng)、生物活性酶進行研究分析，而電化學發(fā)光免疫傳感器的研究成果在目前的現(xiàn)狀中主要是在臨床領域具有較明顯的成效。鑒于此，本文將主要從電化學發(fā)光免疫傳感器的研究現(xiàn)狀和運用分析，尋求電化學發(fā)光免疫傳感器的進一步的技術創(chuàng)新與改革，以求其能在更多領域中發(fā)揮作用。

關鍵詞：計電化學發(fā)光；免疫傳感器；研究進展；改革創(chuàng)新

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.120

電化學發(fā)光免疫傳感器是一項在電化學發(fā)光技術應用的基礎上，結合免疫學的有關的專業(yè)知識，通過它們的內在的聯(lián)系所創(chuàng)造出來的具有重要實踐價值的科學技術。它的基本原理是：在生物內抗體活性物質會與與之相適應的抗原產生免疫識別反應，而將生物的免疫反應的免疫活性物質和電化學的發(fā)光現(xiàn)象相結合，將發(fā)光現(xiàn)象作為信號并利用轉換器進行信號的轉換，從而實現(xiàn)生物體內的免疫反應分析的工作。而電化學發(fā)光主要運用的是電極兩端在有電壓輸出的時候，在化學發(fā)光混合劑的作用下，會促進化學發(fā)光反應的化學物質發(fā)生化學反應，在電子的運動過程中，發(fā)光粒子的相互碰撞產生能量，形成電發(fā)光的光化學現(xiàn)象。

1 電化學的概述

根據電化學發(fā)光的化學混合劑的不同可以將電化學發(fā)光的原理主要分為三大類：有機混合物的電發(fā)光體系、無機混合物的電發(fā)光體系、半導體納米材料的發(fā)光混合物。

1.1 有機混合物的電發(fā)光體系

在有機混合物的發(fā)光體系中又可以根據混合物的有所不同分為：稠環(huán)芳烴類混合物、吖啶酯類混合物、酰肼烴類混合物。其中稠環(huán)烴類混合物的電發(fā)光體系在進行化學反應時，由于該電化學發(fā)光體系進行化學反應的反應條件比較嚴苛，需要去除體系中的氧氣以及其他雜質，保持電解水質是非介質時才能夠進行電化學發(fā)光反應。在這過程中其電發(fā)光反應的基本原理是稠環(huán)烴類混合物中存在活躍的自由基因子，在發(fā)生電化學反應時，非介質水溶劑中的存在的懶惰質子會把自由基因子消除掉。因此，在稠環(huán)烴有機混合物進行電發(fā)光反應時所需要的反應條件較高。

近年來，隨著該項研究的推進，科學家們發(fā)現(xiàn)吖啶酯類混合物在H2O2催化劑催化條件下可以提高電化學發(fā)光的活躍程度。這一發(fā)現(xiàn)成果使得電化學發(fā)光免疫傳感器在核黃素等激素檢測中得到了實際的運用，其運用范圍得到了進一步的拓展。

對于酰肼烴類混合物來說由于其電化學發(fā)展的性能高，因此相較于其他的有機混合物來說，其在電化學發(fā)光反應中的使用程度還是比較頻繁的，所以對于該類的有機混合物的發(fā)光體系的實際運用的技術也相對而言比較成熟。比如魯米諾，在堿性條件的環(huán)境中和H2O2催化的條件下可以提高電化學發(fā)光的效率，從而增強發(fā)光的信號。

1.2 無機混合物的電發(fā)光體系

對于一些無機混合物來說，比如像金、銅、硅、鉻、銀等無機金屬化合物其都具備電化學發(fā)光的條件。比如三聯(lián)吡啶釕這種物質在其混合物中，不管是在水溶劑中還是非水溶劑中其電化學發(fā)光的利用價值都非常的高，并且其物質的穩(wěn)定性十分的好。同時，它還有一個非常明顯的的優(yōu)點，就是即使是在電極兩端的輸出電壓不足的情況下，它還能夠進行可逆的電化學發(fā)光反應。因此，在許多的電化學發(fā)光反應中或者是生物分子的應用中都會選擇無機混合物的電發(fā)光體系。

1.3 半導體納米材料的發(fā)光混合物

半導體納米材料是有非常少的原子數(shù)量構成的量子點。而半導體納米材料不管是在其熒光性能還是其穩(wěn)定性能上都具有非常強大的優(yōu)勢，其熒光的強度和穩(wěn)定性可以長時間的為觀察生物的細胞分子的運動和相互碰撞提供支撐作用。同時由于半導體納米材料的量子發(fā)射光線窄而對稱的優(yōu)點，可以利用量子點的熒光性還可以進行檢測信號，并可以使用多種不同的顏色對檢測信號進行標注。半導體納米材料在化學混合物下可以對生物分子實現(xiàn)銜接，且毒性低，可以用于活體檢測。

2 電化學發(fā)光免疫傳感器的運用

2.1 聯(lián)吡啶釕電化學發(fā)光免疫傳感器

由于聯(lián)吡啶釕物質分子結構穩(wěn)定，水溶性良好，且能產生大量的光量子，從而增加了該物資免疫傳感器的靈敏程度。因此聯(lián)吡啶釕電化學發(fā)光免疫傳感器再實際的運用中十分的廣泛，更是臨床領域商檢的最重要的模式。對于傳染疾病的檢測、心臟與肝臟疾病的檢測、惡性腫瘤的檢測等商檢都會使用該電化學免疫傳感器。

2.2 魯米諾電化學發(fā)光傳感器

魯米諾是一種人工合成的熒光類化學有機大分子，在一定的條件下可以被氧化從而形成強烈的藍色熒光。因此，魯米諾通常被運用于檢驗血痕，由于生物體內的血液血紅蛋白可以攜帶氧氣發(fā)生氧氣的傳輸，且血紅蛋白中含有鐵，在H2O2的催化下可以釋放出氧氣。在利用魯米諾進行血檢時與血紅素的結合可以使其氧化發(fā)出熒光。這種血檢的方法非常的靈敏，即使是一小滴的血液也能被檢測出來。在現(xiàn)代的刑偵案件中就是利用魯米諾電化學發(fā)光傳感器進行案件的現(xiàn)場偵察的。

2.3 半導體納米材料電化學發(fā)光免疫傳感器

由于半導體納米材料的電化學發(fā)光傳感器的靈敏度高穩(wěn)定性強，因此常被運用于生物的抗原抗體分子的探測。同時量子點能夠擴大光譜的寬度以及能發(fā)出的照射光小而對稱，使用壽命長，顏色變化靈活，并且量子點其表面的原子較為活躍。因此，半導體納米材料的電化學發(fā)光傳感器是一種十分理想的熒光探針。

3 結語

隨著科學技術的不斷進步，電化學發(fā)光免疫傳感器的應用范圍領域將會越來越廣，作為生物傳感器中一種，其在醫(yī)療等領域具有十分顯著的優(yōu)勢，其靈活度高，穩(wěn)定性強，使用年限長。因此我們要不斷的加快其改革創(chuàng)新進度使其能夠發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造更大的價值。

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作者簡介：楊博凱（1994-），男，山西臨汾人，碩士研究生，研究方向：生物化學分析。

*為通訊作者