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细胞器生物传感器的研究现状与进展

来源:发布时间:2014-07-01

  细胞器生物传感器的研究现状与进展,细胞生物传感器是由固定或未固定的活细胞与电极或其他转换器组合而成的一类生物传感器。当活细胞与分子识别元件特异性结合后,产生的信息通过换能器转换为可定量和可处理的信号,从而达到分析检测的目的。细胞生物传感器已成为生物传感器研究领域的一大热点。
  Giaever等人根据贴壁生长在电极上的哺乳动物细胞形状和运动状态的变化都会引起贴壁界面阻抗的变化这一特性,设计了能实时、定量、连续跟踪哺乳动物细胞变化的细胞传感极基底之间的阻抗传感器。这类传感器的核心部分是一个金电极,此电极沉在培养皿底部,当哺乳动物细胞在培养过程中沉降并在电极上附着延展时,电极的阻抗会发生变化,通过测得阻抗的改变可获得关于细胞变化的重要动力学信息。WoolleyDE等人利用这种系统已在纳米水平上定量地检测细胞的微运动。阻抗传感器不仅可用来检测细胞的运动、延展、凋亡等变化的量化信息,而且,可用来定量检测药物对细胞的作用。近,CeriottiL等人在96孔检测板上用阻抗测量法对细胞毒性作了实时评估。该检测板的每个孔底部有一对相互交叉的电极,电极的宽度和电极之间的距离为80μm,可实时监测由细胞黏附引起的电极/培养基接口的电阻抗变化。
  近,JiaY等人研制了一种可用于监测癌细胞的LAPS传感器系统,他们在Si3N4表面修饰了抗菌素,并将该系统用于检测浓度为0.04~400nmoL/L的人体肝细胞再生磷酸酶一3(hPRL-3)与浓度为5×103~5×105/mL的乳腺腺癌细胞(MDAMB231)。当光源从背面照射时,大响应信号分别为10,60μV左右。结果表明:该系统比较适合用于检测癌细胞。
  RavikM等人以SPR原理为基础获得了微生物细胞表面指纹图谱。他们以4种不同的E.Coli突变体为研究对象,当细胞悬浮液流过4种具有不同物理和性质的表面时,通过记录细胞与突变体表面的相互作用即可获得细胞表面的指纹图谱。
  AntonikMD等人蚀刻了200mm×30mm×0.6mm(长度×宽度×厚度)的微悬臂,并在该微悬臂的一侧溅射具有良好反射特性的金薄膜,另一侧沉积Si3N4,然后,将MDCK细胞培养在沉积有Si3N4的一侧。细胞在不同毒素的刺激下运动会引起悬臂梁发生不同程度的偏转,将激光束照射在悬臂梁溅射有金薄膜的一侧,利用对位置敏感的光电二极管接收反射光,即可在纳米量级检测到这种偏转。实验表明:可将这种集成细胞的悬臂梁用于实时监测活细胞的力学性能。
  FohlerovaZ等人将老鼠上皮细胞(WBF344)和肺黑素瘤细胞(B16F10)黏附在传感器的金表面,通过测定压电谐振器频率与电阻的变化,用QCM实时检测了细胞黏附性。

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