- •Общие вопросы автоматизации измерений
- •Механизация и автоматизация лабораторий
- •Дискретные анализаторы
- •Непрерывные анализаторы
- •Непрерывный проточный анализ (нпа)
- •Проточно-инжекционный анализ (пиа)
- •Центрифужные анализаторы
- •Элементные анализаторы
- •Лабораторные роботы
- •Химические сенсоры
- •Потенциометрические сенсоры
- •Газочувствительные сенсоры
- •Биокаталитические мембранные сенсоры
- •Амперометрические сенсоры
- •Кондуктометрические сенсоры
- •Оптические сенсоры первого поколения
- •Сенсоры с системами распознавания
- •Оптроды третьего поколения
- •Термические (калориметрические) сенсоры
- •Гравиметрические сенсоры
- •Многоканальные сенсоры
- •Автоматизированный контроль производственных процессов
- •Анализ на основе неселективных характеристик
- •7.4. Литература
- •Иммунный анализ
- •Введение
- •Варианты анализа
- •Конкурентный анализ
- •Сандвичевый анализ
- •Варианты устройства
- •Эффекты поверхностной иммобилизации
- •Физические методы разделения связанной и свободной метки
- •Адсорбция на твердых частицах
- •Метки Радиоактивные метки
- •Гаптены и полипептиды
- •Частицы, рассеивающие свет, в качестве меток
- •Флуоресцентные и хемилюминесцентные метки
- •Ферментные метки
- •7.9.4. Мешающие влияния
- •Эффективная концентрация определяемого вещества
- •Эффективность связывания антител
- •D Биосенсоры—это аналитические устройства.
- •Биораспознающий компонент и преобразователь
- •Создание биологической поверхности
- •Методы иммобилизации
- •Подготовка биопреобразования Амперометрические сенсоры
- •Потенциометрические сенсоры
- •Оптические сенсоры
- •Оптическое детектирование без метки
- •7.8.4. Заключение
- •Обработка сигналов: цифровая фильтрация, преобразование данных
- •Отношение сигнал-шум
- •Аналоговые и цифровые фильтры
- •Фильтрация при помощи скользящего среднего
- •Полиномиальное сглаживание: фильтр Савицкого-Голея
- •Дифференцирование и интегрирование данных
- •4.3 Фильтрация данных с предварительным преобразованием сигнала
- •Фурье-преобразование
- •Дискретное фурье-преобразование
- •Обратное фурье-преобразование
- •Фильтрация данных при помощи фурье-преобразования
- •Литература.
-
Создание биологической поверхности
D Биораспознающий компонент и другие реагенты должны быть иммобилизованы.
Независимо от метода, показанного на рис. 7.8-2, или типа биораспознавания, используемого в анализе для обеспечения селективности к определяемому веществу, существует общая черта для биосенсоров всех типов. Биораспознающий компонент иммобилизован на поверхности, обычно на поверхности преобразователя, где детектируется сигнал.
Методы иммобилизации подразделяются на несколько категорий, и выбор наилучшего метода не всегда очевиден. Участки внутри макромолекул не должны быть затронуты при иммобилизации. Однако предсказать направление реакции при иммобилизации непросто, поскольку всегда имеется несколько реакционных групп или центров, которые могут быть затронуты. Существуют два вида иммобилизации: захват и связывание.
Последний может происходить с энергией связывания от 10 до 500 кДж/моль, так что не удивительно, что результаты могут сильно различаться. Захват часто бывает более простым, но возникает проблема вымывания реагента. Вымывание особенно велико, когда молекулы реагента меньше, чем поры захватывающей матрицы, если нет некоторого дополнительного связывания с матрицей. В таком случае иммобилизация должна сочетать связывание с захватом.
Диапазон сил
При присоединении биораспознающей молекулы к поверхности между ним^ должно произойти столкновение, после которого возможно ограниченное числе процессов (рис. 7.8-6):
-
Отражение молекулы обратно в объем адсорбата с передачей (неупругое или без передачи (упругое) энергии.
-
Передача такого количества энергии (неупругое столкновение), что молекула оказывается неспособной преодолеть потенциал у поверхности и находится в возбужденном физическом сорбированном состоянии, которое харак
теризуется относительно малыми силами связывания (например, силами Ван-дер-Ваальса) и низкой энтальпией адсорбции, порядка -40кДж/моль.
3. Последующие возможные процессы:
а) дальнейшая передача энергии поверхности в том же месте,
б) миграция молекулы по поверхности с потерей энергии в других местах,
в) десорбция с приобретением энергии от адсорбента,
г) переход в хемосорбированное состояние или в начальном месте, или после миграции.
Химическая адсорбция связана с образованием химической связи с типичным изменением энтальпии порядка —400кДж/моль.
4. После хемосорбции возможны дальнейшие процессы:
а) миграция хемосорбированных частиц;
б) десорбция из хемосорбированного состояния;
в) дополнительная хемосорбция, приводящая к образованию множественных соединений.
5. Между прибывающей молекулой и другой уже адсорбированной частицей, может иметь место поверхностная реакция, не затрагивающая напрямую подложку.
Хемосорбция характеризуется большой энтальпией адсорбции, более высокой специфичностью ориентации и более стабильными слоями, чем физическая сорбция. Тем не менее на поверхности, содержащей много мест, способных к физической или химической адсорбции, будут, вероятно, накапливаться адсорбированные частицы, природа которых зависит от температуры и скорости осаждения.
После создания биораспознающей поверхности ее реакция с определяемым веществом не будет гомогенной, а будет также включать хемосорбцию.