压电生物传感器

虽然压电效应在上一世纪业已发现,但是压电石英晶体在化学传感器中的应用却是1995年Sauerbrey导出了频率-质量关系式之后才实现的.1964年King报道了第一个压电石英晶体检测器.至今,压电石英传感器已广泛用于气体、液体试样分析.我国姚守拙等人在压电石英晶体的分析应用领域率先进行了大量的研究工作.根据Sauerbrey方程,结合生物体中某些高选择反应,通过对石英晶体表面进行修饰,使其能选择性地与被检测物质作用,便可制成压电生物敏感元件(或压电生物传感器).1972年Shons首次用抗原涂膜压电晶体来检测溶液中的抗体,由于当时技术的限制及人们对该类传感器认识不足,未能得到较好地发展,直到本世纪80年代中期才为人们所重视.目前国外对此新领域的研究非常活跃,但国内尚未见压电生物传感器方面的研究报道.现对     

压电石英晶体传感器在单链及乙肝病毒检测中的应用

建立压电石英晶体传感器检测乙肝血液样品的方法。在石英晶体表面固定单链DNA,构建压电晶体DNA生物传感器,然后,分别与乙肝病毒的特异性片段和处理过的乙肝血液样品进行杂交反应。DNA传感器能较好地诊断出血清中的HBV病毒基因。压电石英晶体传感器操作方便、省时,且具有较好的准确度,在临床诊断中有很好的前景。     

结合PAH聚电解质和纳米金界面的压电免疫传感器研究

提出了一种聚丙烯氯化铵(PAH)-纳米金固定抗体的压电免疫传感器界面的构建方法.先在压电石英晶振的金电极表面自组装一层半胱氨酸单层膜,通过戊二醛交联带大量NH2基的聚电解质PAH,随后在PAH膜表面自组装一层纳米金粒子,以静电吸附作用固定IgG抗体,研制成一种新的压电免疫传感器的界面,用于对相应抗原的检测.研究了PAH浓度及抗体固定化等实验条件的影响,探讨了传感器的主要响应特性与再生性能,并与戊二醛直接固定的传感器的性能进行了比较.结果表明,前者固定的抗体的活性较高,响应频率较大,检测的线性范围较宽,非特异性吸附小,能有效地改善传感器的灵敏度和检测限,而且容易进行传感器的再生.     

压电免疫传感器用于转铁蛋白免疫反应的动力学研究

采用蛋白 A 将抗体固定在9MHz 双面镀金石英晶体上,研制了一种用于转铁蛋白检测的压电免疫传感器,并用该技术监测了转铁蛋白抗原在压电石英晶体上的吸附与解吸过程。研究了蛋白 A 浓度、抗体效价及抗原抗体反应时间等对传感器灵敏度的影响。着重研究了免疫反应体系的反应动力学。结果表明:转铁蛋白在压电石英晶体上的键合行为符合 Langmuir 吸附方程,免疫反应的结合常数 K_(ass)为6.75×10~7(mol/L)~(-1),并计算了该免疫反应的速率常数 K_f 为2.14×10~7(mol/L)~(-1)S~(-1)。     

微型石英晶体生物传感器的研究

介绍了一种压电免疫传感器 ,它是利用压电元件的质量敏感性质 ,结合生物免疫识别特性而形成的一种自动化分析检测传感器 ,可对多种抗原或抗体进行实时、快速地定量测定 ,并可用于反应动力学的研究。具有高特异性、高灵敏度、响应快和小型简便等特点。文中给出了利用该仪器进行一些实验研究得到的结果。     

压电石英晶体生物传感器应用研究进展

压电石英晶体生物传感器是利用压电石英晶体振荡频率对晶体表面质量负载和表面性状如密度、粘度、电导、介电常数等的高度敏感性与生物识别分子的高度特异性相结合发展起来的一种新型传感器。它具有灵敏度高、特异性好 ;操作简单 ,不需任何标记 ;检测速度快 ,成本低廉 ;能实时检测等特点。近年来 ,压电石英晶体生物传感器在医学实验诊断、军事监控、环境监测、食品卫生检验、工业生产实时监测等野外流动作业和在线检测等领域得到广泛应用。     

基于薄膜体声波谐振器的免疫球蛋白传感器制备

研制了一种基于薄膜体声波谐振器（ FBAR）的生物免疫球蛋白传感器,该FBAR采用AlN作为压电层,3对Ti/W金属层作为布拉格声学反射层,工作频率为2.047 GHz,回波损耗为－32 dB。利用自组装膜法修饰顶部金电极敏感区域。测试了免疫球蛋白G抗体和抗原的特异性结合前后传感器的指标变化。结果得到传感器的Q值和灵敏度分别达到846,3.38 kHz·cm2/ng,远高于广泛使用的石英晶体微天平（ QCM）,具有广阔的应用前景。     

基于胱胺自组装膜和SiO2纳米颗粒增强效应的日本血吸虫压电免疫传感器的研究

提出了一种基于胱胺自组装膜和SiO2纳米颗粒增强效应的生物分子固定法,并将之用于日本血吸虫压电免疫传感器的研究.所制备的SiO2纳米颗粒具有生物亲和性高和比表面积大等优良理化性能,经表面功能化后可高效键合日本血吸虫抗原(SjAg)分子,制得敏化的SjAg@SiO2颗粒.将SjAg@SiO2固定于修饰了胱胺自组装膜的石英晶体表面,发展了一种新型压电免疫传感器,用于日本血吸虫抗体(SjAb)的检测.实验结果表明,SiO2颗粒的纳米三维(3D)空间结构有利于所固定的抗原对抗体的识别,进而获得了对目标物SjAb的高灵敏检测.所研制的传感器检测感染兔血清样中SjAb浓度的线性范围为0.6～22.7 μg/mL,检测下限为0.4 μg/mL(S/N=3).此外,临床实际样品的分析结果表明,该免疫传感技术的分析检测能力与经典酶联免疫法(ELISA)相接近,可望用于血吸虫病临床生化诊断、现场筛查和疫情监控等.     

纳米金修饰铂金电极固载白喉抗原免疫传感器的研究

该文报道了一种制作电流型白喉抗原免疫传感器的方法.用金纳米颗粒吸附白喉抗原,采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为辅助固定抗原膜基质将其固定在铂金电极的表面,制成白喉抗原免疫传感器.根据抗原抗体特异性结合形成的免疫复合物使电极敏感膜有效扩散面积减小,电流减少的特性,实现对白喉抗体的定量检测.该传感器对白喉抗体检测的线性范围是2...     

纳米二氧化硅颗粒免疫凝聚用于霍乱毒素的检测研究

提出了一种基于SiO2纳米颗粒免疫凝集反应的压电传感器对霍乱毒素的直接检测,研究发现待测物霍乱毒素会同时被晶振表面固定的霍乱毒素抗体和检测体系中SiO：标记的霍乱毒素抗体识别,引起检测体系中的SiO：在传感界面上特异性凝集,从而引起晶振表面的巨大质量变化和检测介质密度和粘度变化。实验结果表明,该方法修饰的探针能够有效地...     

压电传感器现场监测石英表面电荷分布

理论上解析了石英表面电荷分布情况,利用双液隔电极压电传感器(ESPS)与溶液直接接触的特点,对阴、阳离子表面活性剂的吸附情况进行了现场监测,间接地证明了理论分析,这对传感器本身以及石英表面改性处理有重要参考价值。     

Lateral field excited Y-cut langasite bulk acoustic wave sensor

Previous studies have shown that lateral field excited (LFE) devices on AT-cut quartz are sensitive to liquid electrical property changes. AT-cut quartz LFE devices have low piezoelectric coupling factors. To further improve electrical sensitivities of LFE sensors, it is necessary to study LFE sensors based on other piezoelectric materials with higher coupling factors. In this paper, LFE sensors on Y-cut langasite, which has twice the higher piezoelectric coupling factor of AT-cut quartz, are investigated. Several Y-cut langasite LFE sensors are designed, fabricated, and tested. The experimental results show that the devices are over 6 times more sensitive to liquid conductivity changes and about 2.5 times more sensitive to liquid permittivity changes compared to AT-cut quartz LFE devices. It was also found that the Y-cut langasite LFE devices are about 1.3 times more sensitive to changes in liquid acoustic viscosity compared to the AT-cut quartz LFE devices.     

双通道压电式密度传感器的研究

在同一压电石英晶片上制备两个石英晶体谐振器 ,实验结果表明双通道之间的相互干扰可以忽略。在石英晶体表面修饰多孔TiO2 膜层 ,可大大提高传感器对液体密度的灵敏度。采用两个修饰不同厚度TiO2 膜层的双通道压电传感器的频率差作为测量信号 ,可以消除液体粘度的影响 ,并获得与液体密度有良好线性关系的工作曲线 ,实现液体密度的测定     

Real time monitor electroless plating of Ni-P film on quartz surface by an electrode-separated piezoelectric sensor

The kinetics related to an electroless Ni-P deposition on quartz surface was monitored by an electrode-separated piezoelectric sensor (ESPS). It was shown that the mass changes during the initial grease removing and quartz coarsening processes follow the exponential decay and linear decrease models, respectively. The initial Ni-P plating process consists of four stages: an induction period, an acceleration period, a deceleration period and a stationary period. In the corrosion process of the Ni-P film in 1 mol/L HCl, the dissolving rate decreases with contact time in the initial 10 min and then approaches to a stable level of 0.12 nm/min. The wearing rate of the Ni-P film in Al₂O₃ polishing powder is much larger than the dissolving rate in 1 mol/L HCl and decreases slightly with time. The ESPS technique is an effective tool for in situ monitoring of the mass changes in electroless plating on quartz material.     

基于纳米晶PZT／石英的压电生物质量传感器研究

制作了一种新型的基于纳米晶PZT／石英的压电生物质量传感器。采用了溶胶-凝胶法在石英晶体表面制备了纳米晶PZT薄膜,形成PZrr／石英结构的敏感单元。研究了纳米晶PZT在石英基体上的微观结构、表面形貌;探讨了纳米晶PZT／石英作为敏感单元在细胞检测中的作用。实验结果表明：PZT薄膜的晶粒大小为20-30nm,沿〈101）晶向择优生长,并且,薄膜表面平整,结构致密。纳米晶PZT／石英结构的敏感单元使生物细胞传感器的灵敏度得到了提高。     

压电传感器在线监测自组装膜的成膜过程

在压电石英晶体表面真空喷镀金电极，当金电极与长链烷基硫醇（ＨＳ（ＣＨ２）１５ＣＨ３）接触时，硫醇分子自发地在金电极表面发生化学吸附，并形成紧密堆积、高度有序的自组装单层膜（ＳＡＭ），本文利用压电石英晶体传感器在线监测ＳＡＭ形成过程中的质量变化量，给出有关ＳＡＭ的成膜动力学方面的信息。     

实时监测阴离子表面活性剂在石英表面的吸附

在 pH >2的水溶液中 ,石英表面带负电荷。当以Ca2 + 作为吸附桥时 ,阴离子表面活性剂能够吸附在石英表面上 ,以液隔电极式压电传感器实时监测该吸附过程中的质量变化 ,获得吸附动力学参数。     

表面活性剂在PVC膜上吸附的压电传感检测

在液隔电极式压电传感器表面修饰聚氯乙烯(PVC)膜,实时监测十二烷基苯磺酸钠在修饰膜表面吸附过程中的质量变化,获得吸附/脱附速率常数、平衡常数、饱和吸附量等参数,并讨论盐浓度的影响。     

染料吸附法测定压电石英晶体表面积

利用液隔电极式压电传感器实时监测阳离子染料吖啶橙在石英表面吸附过程中的质量变化 ,求得吖啶橙在石英表面的吸附平衡常数、吸附速率常数、解吸速率常数分别为 :K =6 .5 9× 10 4mol-1.dm3 、ka =79.5mol-1.dm3 .s-1,kd=0 .0 0 12 2s-1(pH=8.5 )。吸附平衡常数随溶液 pH增加而增加 ,在 pH =8.5时达到最大值而后下降。参照溶液差减法所得吸附等温线 ,估算出压电石英晶体的实际表面积为其几何面积的 3.77倍。