电化学生物传感器在医学分子检测上的优势和前景

电化学生物传感器已经发展成为一种有吸引力的工具,以简单、经济和分散的方式对分子目标进行单一或多重测定。

  当前,电化学生物传感器具有简单、价格合理以及与多重和即时医疗策略兼容的特点,是确定各种分子分析物的可靠分析工具。近年来,随着纳米材料和抗生物沾污剂对电极表面的改性以及折叠生物传感器的出现,电分析生物平台的发展填补了许多不足。它们允许直接在流动的复杂食物样本、生物液体中,甚至在清醒的和自由活动的个体体内,对特定分子进行连续、实时的原位测量。

Biosensors-health-monitoring.jpg

        电化学传感器的重要性逐渐凸显

  在此背景下,有研究人员在对电化学生物传感器的主要特性进行了最新概述。电化学生物传感器,即那些以生物分子(酶、抗体、寡核苷酸、肽等)为识别元件的传感器,与其他生物传感器相比,电化学生物传感器具有明显的优势,如不需要复杂的传感器结构和较高的成本。它们也很坚固,易于小型化或多路复用,涉及低成本和便携式仪器,即使在小样本量可用的情况下也能提供低检测限。此外,它们还可用于分析混浊液体的光学吸收或荧光化合物。

  电化学生物传感器已经发展成为一种有吸引力的工具,以简单、经济和分散的方式对分子目标进行单一或多重测定。尽管他们一直在寻求更高的敏感性和特异性,但他们仍在寻找其他特别具有挑战性的属性,这些属性对于在现实世界中实现其营销和实施的现实至关重要。

  当前,科学家越来越意识到,单枪匹马地追求灵敏度和准确性不能满足许多现场或POCT(即时护理分子检测)环境的需求,尤其是在临床诊断、食品分析和环境监测领域。人们越来越重视通过开发免清洗电化学传感器来简化其操作和缩短检测时间,使其更适合在现场和POCT环境下应用。

  然而,为了实现这些目标,传感器必须:(i)提供相关的选择性、精密度和灵敏度;(ii)在没有样品制备、分批处理(如清洗步骤)或添加外源试剂的情况下连续工作;(iii)对生物污垢不敏感,如传感器表面有害的蛋白质和血细胞积聚。 

  为了提高电化学生物传感器的市场适应性和可接受性,近年来,在开发能够支持连续性的生物平台方面取得了重大进展,实时测量未加工和流动样品中的分子生物标记物,涉及无试剂和单步操作过程,这些过程是定量的、易于复用的,并且便于在POCT上部署。

dna.jpg

       电化学传感器的独特优势与前景

  经过不断的研究,研究人员在电化学生物传感器在灵敏度和选择性之外,发现了它的其他非凡显著特性:

  一、在多组分和富含蛋白质的样品中,或在流动未稀释的样品中,当被准时破坏时,能够获得高灵敏度和高选择性。

  二、能够以可逆的方式在几秒钟或几分钟内对分析物浓度的起伏作出反应,无需批量处理或添加外源试剂。

  三、室温血清对生物污损不敏感,保存一周以上稳定。

  四、以可摄取的形式与暂时性商用聚合物涂层结合,具有显著的持久抗变性pH值的复杂介质,如胃肠液。

  五、集成到微流控系统中以监控细胞分泌。

  六、部署在丝网印刷电极上,当挑战手指点刺刻度样品体积时,提供快速准确的测定,适用于POCT环境。

  七、在不需要校准、调用物理屏障或使用主动漂移校正算法的情况下,能够将传感器制造和基线漂移的可变性降至最低,并在体内连续操作时提供所需的精度,从而超越了商用连续葡萄糖监测仪的主要限制。

  研究人员假设,除了敏感性和选择性之外,这些突出的特性允许我们设想分子检测从复杂的、多步骤的、台式分析转向直接的、单步骤的设备(如家庭葡萄糖监测仪)。这些特性将推动电化学生物传感器从严格控制的实验室工作台向临床诊断和现场便携式设备等领域的转化,并在提供前所未有的质量控制和安全监测的其他繁琐方法上取得进展,即使在资源有限的地区也能进行临床诊断。

  不过,目前还没有许多商用的电化学生物传感器,但所做的大量工作以及在适当的时候推动它们提供的杰出和独特的机会使我们越来越接近这一点。这将有助于设备的按需设计,这将最终提供任何属性,我们可以想象,而需要越来越少的关注来完成他们的工作。它们在很大程度上简化和加速分子检测方面的巨大前景,使得电化学生物传感器在支持广泛应用的同时,大大提高了我们的质量和生活方式,特别具有吸引力。

  自新型冠状病毒肺炎疫情爆发以来,传感器专家网一直密切关注疫情进展,根据国家及地方政府的最新调控与安排,为更好的服务相关企业,在疫情期间,传感器专家网免费发布企业相关文章,免费成为传感器专家网认证作者,请点击认证,大家同心协力,抗击疫情,为早日打赢这场防控攻坚战贡献自己的一份力量。

点 赞

分享:

其他媒介

针对性更强,满足行业在实际应用的各种专业化的需求,传感器专家网为您提供方便快捷的传感器产品及相关资讯垂直搜索服务。

参与评论已发布评论0

0/500

发表评论

评论区

加载更多

推荐阅读

传感世界

关注传感器世界中的一切动态。