檢測(cè)大量大分子物質(zhì)及食源原菌微生物顯微鏡
生物傳感器
在應(yīng)用微生物學(xué)中，生物傳感器的應(yīng)用是一個(gè)激動(dòng)人心的領(lǐng)域
。其基本原理很簡(jiǎn)單，然而實(shí)際操作起來卻相當(dāng)復(fù)雜，涉及諸多儀
器。事實(shí)上，生物傳感器就是與信號(hào)識(shí)別物質(zhì)結(jié)合的一個(gè)或一組生
物分子。當(dāng)待測(cè)樣與生物傳感器接觸之后，兩者之間的相互作用可
產(chǎn)生能被儀器識(shí)別的信號(hào)。
目前已開發(fā)出多種生物傳感器，如酶類(已有許多酶被使用)、
抗體類(多克隆抗體和單克隆抗體)、核酸類、細(xì)胞類等。甚至整個(gè)
細(xì)胞也可以用來作為生物傳感器。待檢物包括毒素(金黃色葡萄球
菌腸毒素、河豚毒素、貝類毒素、肉毒桿菌毒素和其他種類的毒素
)、特殊的病原菌、碳水化合物(果糖、乳糖、半乳糖等)、殺蟲劑
、除草劑、ATP、抗生素(如青霉素)及其他一些物質(zhì)。使用的識(shí)別
信號(hào)包括電化學(xué)信號(hào)(電位測(cè)定法、電壓變換、電導(dǎo)和阻抗、光尋
量電位等)、光學(xué)信號(hào)(紫外光、生物熒光和化學(xué)發(fā)光、熒光、激光
散射、光反射和折射、表面等離子體共振、偏振光)和其他多種傳
感器(如壓電晶體、熱敏電阻、聲波、石英晶體)。
以一種簡(jiǎn)單的酶生物傳感器為例，它的目的是檢測(cè)葡萄糖。反
應(yīng)中，葡萄糖(待測(cè)樣)在葡萄糖氧化酶(生物傳感器)的氧化作用下
生成終產(chǎn)物葡萄糖酸和過氧化氫。這個(gè)反應(yīng)能夠被克拉克氧化電極
檢測(cè)到，該電極可以檢測(cè)由氧濃度變化引起的電流衰減。檢測(cè)范圍
是從1一30mmol/L，響應(yīng)時(shí)間為1一1.5min，恢復(fù)時(shí)間為 30s。該傳
感器單元的有效期為幾個(gè)月。酶生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)是它們與被測(cè)物
的強(qiáng)烈結(jié)合能力、高度的選擇性和敏感性，以及迅速的響應(yīng)。缺點(diǎn)
是價(jià)格昂貴，酶被固定刻傳感器上后活性的損失，以及由于鈍化作
用導(dǎo)致的活性損失。其他的一些常用酶包括半乳糖昔酶、葡萄糖淀
粉酶、乙酞膽堿酶、蔗糖酶和乳酸氧化酶。
近來，用于檢測(cè)大量大分子物質(zhì)及食源性病原菌的“生物芯片
”和“微芯片”技術(shù)受到很大關(guān)注。由于微型化技術(shù)的發(fā)展，這類
系統(tǒng)可檢測(cè)多達(dá)5萬個(gè)樣點(diǎn)(例如DNA微陣列)，而每個(gè)樣點(diǎn)包括數(shù)百
萬特定DNA探針拷貝，同時(shí)固定在一個(gè)特制的顯微玻片上。熒光標(biāo)
記待測(cè)物可以和樣點(diǎn)探針進(jìn)行雜交并得到檢測(cè)。發(fā)表的一篇優(yōu)秀文
章里描述了采用微陣列技術(shù)探測(cè)與特定生物過程(如在NaCI脅迫下
擬南芥的反應(yīng))相關(guān)基因的方法，以及采用微陣列技術(shù)詳細(xì)分析特
定生物途徑(如玉米中的一碳單元代謝)的方法。
