平面波导型荧光免疫传感器的制备与应用
平面波导型荧光免疫传感器,流动注射系统,免疫反应,有机污染物,,平面波导型荧光免疫传感器，流动注射系统，免疫反应，有机污染物,1引言,2全内反射荧光原理和传感器结构,3实验部分,4结果与讨论,References
摘要 研究了一种基于全内反射荧光和免疫检测原理的传感器系统，它可用于检测水环境中的有机污染物，如2,4D、藻毒素等。本系统采用长波长的荧光染料Cy 5.5，以氦氖激光器作为激发光源，结合流动注射分析系统，能够快速方便地对传感基片上发生的免疫反应进行测定。本研究介绍了平面波导型荧光免疫传感器的检测原理、系统结构设计、传感基片的修饰、小分子配基的固定和系统测试结果。实验结果表明，系统具有很高的稳定性，对荧光染料的响应灵敏度可达1nmol/L；修饰后的传感基片基本不对蛋白产生非特异性吸附，而对不同浓度小分子配基抗体的响应符合Logistic方程；传感基片重复使用20个周期后，性能没有明显的下降。关键词 平面波导型荧光免疫传感器，流动注射系统，免疫反应，有机污染物
1 引言
20世纪60年代以来，免疫分析技术开始引入到环境检测领域中[1]，它利用有机污染物质与其特异性抗体的亲和反应，并通过测定标记物(如放射性同位素、酶等)来表征环境中有机污染物质的含量。免疫传感器技术结合了免疫分析与光学生物传感器的优点，有良好的特异性和较低的检出限[2]，与其它技术相比，对仪器设备的要求低，操作简单，分析速度快。相对于其它类型的免疫传感器，基于全内反射荧光原理的平面波导型荧光免疫传感器具有抗电磁干扰、光学信号相对稳定、灵敏度更高，可实现在线监测等特点。Mallat等[3]在该领域进行了系统研究。本实验研制了平面波导型荧光免疫传感器，以除草剂2,4二氯苯氧乙酸(2,4D)为例，研究了传感器的传感原理、传感结构、传感基片的修饰，以及传感器系统对荧光染料和2,4D抗体的响应。此传感器在环境和食品卫生检测领域中有很好的应用前景。
2 全内反射荧光原理和传感器结构
2.1 全内反射荧光原理基于全内反射(TIR)原理，光从折射率较高的波导介质传播到折射率较低的非电导介质，当发生全内反射时，入射光的横向电场和磁场的Fresnel传递系数并不为零。这说明虽然光能全部被反射，但电磁场从界面延伸到了低折射率介质中。该电磁场(倏逝场)从界面向外随距离成指数衰减，延伸距离约100nm至一个波长[4~7]。对于一般的波导，穿透距离zc(定义为电磁场为界面强度的1/e的距离)和倏逝场在界面上的能量I0是折射率、入射角θi和波长λ的函数：zc=λ 2π[(n1)2sin2θi-(n2)2]-1/2(1) Is0=Isi4cos2θi n4cos2θi+sin2θi-n2 IP0=IPi4cos2θi 1-n2(2)式中：Is0和Ip0分别是入射光I0的平行分量和垂直分量(入射面为参考面)；n=n2/n1 ......
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