生物傳感器概述及其在動(dòng)物疫病檢測(cè)中的應(yīng)用

羅 娟，尚佳靜，李 丹，石慧花，張富友，于曉慧，鄧春冉，劉華雷，劉冠慧，李 陽(yáng)

（1.河北工程大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，河北邯鄲 056038；2.中國(guó)動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心，山東青島 266032；3.山東醫(yī)藥技師學(xué)院，山東泰安 271016；4.上海市奉賢區(qū)動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，上海 201400）

近年來(lái)，隨著我國(guó)畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，動(dòng)物疫病呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)。盡管疫苗和生物安全措施能夠?qū)?dòng)物疫病起到一定的防控作用，但動(dòng)物疫病一旦發(fā)生，會(huì)對(duì)動(dòng)物健康、動(dòng)物源性食品安全、人民健康及生態(tài)環(huán)境造成一定影響。因此，建立行之有效的動(dòng)物疫病檢測(cè)技術(shù)，及早準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)疫病，對(duì)于控制動(dòng)物疫病的進(jìn)一步傳播，促進(jìn)畜牧業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展，保護(hù)人類(lèi)健康安全具有重要意義[1-2]。目前用于動(dòng)物疫病檢測(cè)的技術(shù)主要有病原分離與培養(yǎng)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）、間接免疫熒光試驗(yàn)（IFA）和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）等[3-4]，但是這些傳統(tǒng)的診斷技術(shù)對(duì)操作人員和儀器要求較高，信號(hào)讀取和檢測(cè)所需時(shí)間較長(zhǎng)，因而不利于疫病的早期診斷。

生物傳感器是由生物敏感元件與換能器件組成的分析裝置，能夠與生物特異性結(jié)合，產(chǎn)生與反應(yīng)中分析物濃度成比例的可測(cè)量信號(hào)，具有穩(wěn)定性好、靈敏度高、選擇性強(qiáng)的特點(diǎn)。近年來(lái)，生物傳感器被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品等行業(yè)[5]，在獸醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷增加。隨著動(dòng)物疫病診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，生物傳感器作為即時(shí)檢測(cè)、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)動(dòng)物疫病的設(shè)備，逐漸成為眾多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。本文通過(guò)闡述生物傳感器的原理、分類(lèi)及在動(dòng)物疫病檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，以期為生物傳感器在相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供理論支撐。

1 生物傳感器組成及原理

生物傳感器這一概念最早于1962 年由Clark團(tuán)隊(duì)[6]提出，他們將葡萄糖氧化酶（GOD）固定化后與氧電極組裝在一起，開(kāi)發(fā)了一種用于葡萄糖檢測(cè)的氧化酶電極。這項(xiàng)研究為生物傳感器發(fā)展開(kāi)啟了新篇章[7]。

生物傳感器由被分析物、分子識(shí)別元件、換能器、電子處理器及顯示器五部分組成[8-9]，其中分子識(shí)別元件和換能器是最重要的兩個(gè)部分。分子識(shí)別元件又稱(chēng)敏感元件，一般為生物受體，能夠有效識(shí)別被分析物的分子，可分為經(jīng)典識(shí)別元件（酶、組織、細(xì)胞、DNA 和抗體等）和新型識(shí)別元件（脫氧核酶、親和體、噬菌體、核酸適配體以及分子印跡聚合物等）；換能器又稱(chēng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器，可以將生物分子識(shí)別后產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)化為等量的可視或可讀信號(hào)，從而對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定量分析[7]。

生物傳感器工作原理[7，10]：待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入分子識(shí)別元件，經(jīng)分子識(shí)別作用與分子識(shí)別元件特異性結(jié)合，產(chǎn)生物理/化學(xué)反應(yīng)；傳感器將接收到的物理/化學(xué)反應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電、光、聲音、溫度等信號(hào)，并對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大、處理并輸出（圖1）。測(cè)量到的信號(hào)可以間接反映待測(cè)物質(zhì)的濃度。

圖1 生物傳感器原理模式圖[7]

2 生物傳感器分類(lèi)

生物傳感器分類(lèi)方式較多：根據(jù)使用的傳感器器件檢測(cè)原理分為電化學(xué)傳感器、壓電傳感器、光學(xué)傳感器、熱傳感器和聲學(xué)傳感器；根據(jù)待測(cè)物質(zhì)與分子識(shí)別元件的結(jié)合方式分為親和型、代謝型或催化型生物傳感器；根據(jù)生物識(shí)別元件不同，可分為酶生物傳感器、免疫生物傳感器、微生物傳感器、細(xì)胞生物傳感器以及DNA 生物傳感器[11-13]。其中，以不同生物識(shí)別元件分類(lèi)的生物傳感器應(yīng)用較廣，其原理及特點(diǎn)如表1 所示。此外，不同類(lèi)型的生物傳感器可以相互組合使用，這樣能夠有效提高生物傳感器的檢測(cè)靈敏度及特異性[14]。

表1 不同生物識(shí)別元件的生物傳感器

2.1 酶生物傳感器

酶生物傳感器是基于酶與其底物之間起反應(yīng)起作用的一類(lèi)生物傳感器[15]，分為底物檢測(cè)和酶抑制兩個(gè)主要機(jī)制。酶生物傳感器應(yīng)用較為廣泛，可用于食品成分和添加劑分析，以及尿液中葡萄糖、尿素及動(dòng)物產(chǎn)品中獸藥殘留的檢測(cè)等[16]。Ang等[17]將葡萄糖氧化酶（GOD）-殼聚糖膜復(fù)合物修飾在鉑工作電極上，構(gòu)成了電化學(xué)酶生物傳感器，用于水果中的葡萄糖含量檢測(cè)。該生物傳感器具有良好的穩(wěn)定性，與商業(yè)化葡萄糖測(cè)定試劑盒對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩種方法無(wú)顯著差異，但在2 個(gè)月后該生物傳感器僅保留了36%的初始活性。Amor-Gutiérrez 等[18]將低成本的鍍金連接器應(yīng)用到生物傳感器上。該生物傳感器具有制作成本低的優(yōu)勢(shì)。Bidmanova 等[19]構(gòu)建了一種用于檢測(cè)鹵化環(huán)境污染物的酶生物傳感器。用1,2-二溴乙烷和3-氯-2-（氯化鉀）-1 丙烯對(duì)該生物傳感器進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示線性相關(guān)性良好，檢出限分別為0.133和0.014 mmol/L。該生物傳感器為鹵化環(huán)境污染物的持續(xù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)提供了一種快速有效的檢測(cè)方法。

2.2 微生物傳感器

微生物傳感器是一種將微生物與傳感器集成在一起，通過(guò)微生物和目標(biāo)化合物之間的相互作用，將轉(zhuǎn)導(dǎo)器產(chǎn)生的信號(hào)與分析物濃度相關(guān)聯(lián)從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的一類(lèi)生物傳感器[20]。微生物中含有多種酶，作為識(shí)別元件，穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)，但同時(shí)其選擇性和靈敏度受到限制。近年來(lái)，大量的微生物傳感器應(yīng)用于環(huán)境、食品和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。Liang 等[21]開(kāi)發(fā)了一種乙醛光學(xué)微生物傳感器，能夠?qū)Νh(huán)境中乙醛進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)限可達(dá)0.33 μm，具有極好的底物特異性；與色譜法相比，該方法操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，性價(jià)比高。劉曉曉等[22]構(gòu)建了基于微生物燃料電池的微生物傳感器，可用于對(duì)水環(huán)境中重金屬污染監(jiān)測(cè)，對(duì)重金屬離子的檢測(cè)效果相對(duì)穩(wěn)定高效，重復(fù)性良好。Khan 等[23]利用葡萄糖/半乳糖結(jié)合蛋白（GBP）的突變體構(gòu)建了一種可以用于檢測(cè)血糖濃度變化的熒光傳感器，與傳統(tǒng)方法相比，該生物傳感器不僅不受體內(nèi)電活性物質(zhì)干擾，還能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)患者體內(nèi)血糖變化情況。

2.3 免疫生物傳感器

免疫生物傳感器是利用抗原和抗體之間的特異性識(shí)別功能研制的一種生物傳感器。該傳感器的關(guān)鍵在于要將抗體固定在檢測(cè)器表面，并且抗體類(lèi)型要根據(jù)選擇特性及合成方式來(lái)確定[24]。Ren 等[25]利用分離的高親和力載體蛋白E 特異性N-溴代丁二酰亞胺，建立了一種對(duì)阿爾茲海默癥臨床診斷和實(shí)時(shí)檢測(cè)的免疫生物傳感器。該傳感器可以配合影像設(shè)備及分析軟件使用，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)化分析，因其操作簡(jiǎn)單，在落后地區(qū)有潛在的應(yīng)用價(jià)值?？讐训萚26]研發(fā)了一種電化學(xué)免疫生物傳感器。該傳感器能夠?qū)崟r(shí)了解體內(nèi)激素含量，靈敏度高，成本低，最低檢測(cè)限為1 mIU/mL，檢測(cè)時(shí)間可控制在10 min。該傳感器彌補(bǔ)了免疫生化檢測(cè)儀器檢測(cè)成本高、時(shí)間長(zhǎng)的不足，可應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。

2.4 DNA 生物傳感器

DNA 生物傳感器是由序列特異性探針和信號(hào)換能器組成的分析設(shè)備[27]。該傳感器以固定在信號(hào)轉(zhuǎn)換器界面的DNA 探針作為識(shí)別元件，探針識(shí)別目標(biāo)DNA 后，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器將信息轉(zhuǎn)換為可以分析測(cè)量的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目的DNA 的檢測(cè)[27-29]。Shakoori 等[30]開(kāi)發(fā)了一種檢測(cè)乙型肝炎病毒（HBV）的電化學(xué)生物傳感器。該傳感器在區(qū)分互補(bǔ)DNA、非互補(bǔ)DNA 序列和錯(cuò)配DNA 序列方面有良好的特異性和靈敏度，目的DNA 序列的最低檢出限為2.0×10-12mol/L。在此基礎(chǔ)上，Mohsen 等[31]將電化學(xué)技術(shù)、納米技術(shù)與生物傳感器結(jié)合，構(gòu)建了能夠在較低濃度下以無(wú)標(biāo)記方法檢測(cè)乙型肝炎的高靈敏DNA 生物傳感器，檢測(cè)限可達(dá)到1 fmol/L，大幅提高了傳感器的靈敏度、選擇性及可區(qū)分性。Ohk 等[32]設(shè)計(jì)了一種基于抗體和適配體的光纖DNA 生物傳感器，將其用于食品中單核細(xì)胞增生李斯特菌檢測(cè)。證明抗體和核酸適配體的結(jié)合具有高度的特異性，能夠?qū)崿F(xiàn)單核細(xì)胞增生李斯特菌的快速檢測(cè)。

2.5 細(xì)胞生物傳感器

細(xì)胞生物傳感器是利用固定化活細(xì)胞作為生物識(shí)別元件，通過(guò)分析換能器產(chǎn)出的信號(hào)強(qiáng)度與被分析物之間關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的的一種裝置[33-34]。細(xì)胞傳感器根據(jù)細(xì)胞類(lèi)型可以分為微生物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞兩大類(lèi)。Tian 等[35]構(gòu)建了一種基于精子細(xì)胞的生物傳感器，該傳感器采用小鼠活精子細(xì)胞作為主要敏感元件，細(xì)胞內(nèi)鈣離子熒光探針（Fluo4-AM）作為傳感器，與流式細(xì)胞術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)苦味化合物的快速定量檢測(cè)。該傳感器特異性高，檢出限低，且操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)方法成本高、個(gè)體變異大等缺點(diǎn)，能夠?yàn)橹扑?、食品工業(yè)和生物安全等多個(gè)領(lǐng)域的苦味物質(zhì)綜合評(píng)價(jià)提供一種新的、高效的方法。Sun 等[36]開(kāi)發(fā)了一款基于微流控細(xì)胞的生物傳感器。該傳感器由毫秒化學(xué)脈沖發(fā)生器和表達(dá)內(nèi)源性P2Y 受體的NIH-3T3 細(xì)胞作為傳感元件，并采用脈沖方式引入樣品，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液體環(huán)境中的ATP 檢測(cè)，最大限度地減少受體的脫敏，延長(zhǎng)傳感器使用時(shí)間。

3 生物傳感器在動(dòng)物疫病檢測(cè)方面的應(yīng)用

3.1 病毒性疾病

3.1.1 禽流感 禽流感（AI）是由禽流感病毒（AIV）引發(fā)的一類(lèi)疾病，其中高致病性禽流感引起的死亡率高，傳播速度快，給養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[37]。AIV 可在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期存在，具有高度的遺傳變異性。Dong 等[38]建立了一種基于DNA 四面體納米結(jié)構(gòu)的電化學(xué)生物傳感器。該傳感器能夠與H7N9 AIV 的目標(biāo)ssDNA 雜交，實(shí)現(xiàn)H7N9 AIV 的快速檢測(cè)，還可以特異性地從其他類(lèi)型的病毒（如H1N1 和H3N2 流感病毒）以及寡核苷酸的單基錯(cuò)配中識(shí)別H7N9 AIV 的靶DNA片段，對(duì)H7N9 AIV 目標(biāo)核苷酸序列的檢測(cè)限可達(dá)100 fmol/L，具有較大的應(yīng)用潛力。Wong 等[39]首次提出了使用相強(qiáng)表面等離子體共振（SPR）生物傳感器。該傳感器在探測(cè)表面等離子激發(fā)時(shí)，P 偏振光和S 偏振光之間會(huì)產(chǎn)生陡峭相位變化，使傳輸?shù)墓馐鴱膫鞲衅鞯谋砻嫘D(zhuǎn)并通過(guò)偏振片對(duì)傳輸，在檢測(cè)器上識(shí)別相應(yīng)強(qiáng)度變化，分辨率為6.3×10-6RIU，相較于干涉測(cè)量的相位SPR 傳感器和普通強(qiáng)度SPR 傳感器分辨率高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，可應(yīng)用于H5N1 AIV 抗體生物標(biāo)志物檢測(cè)，其檢出限為193.3 ng/mL。Park 等[40]通過(guò)病毒融合機(jī)制，開(kāi)發(fā)了細(xì)胞模擬納米顆粒（CMPs），可以在發(fā)病早期利用高致病性AIV（HPAIV）和低致病性AIV（LPAIV）在血凝素（HA）蛋白裂解上的差異實(shí)現(xiàn)對(duì)HPAIV 和LPAIV 的鑒別診斷，相較于僅能檢測(cè)AIV 的快速試劑盒，靈敏度更高。而且，Park等探測(cè)病毒融合活性的方法證明了AIV 具有感染宿主細(xì)胞的能力。

3.1.2 豬繁殖與呼吸障礙綜合征 豬繁殖與呼吸障礙綜合征（PRRS），又稱(chēng)豬藍(lán)耳病，由豬繁殖與呼吸障礙綜合征病毒（PRRSV）引起。懷孕母豬和仔豬對(duì)PRRSV 最易感，感染后表現(xiàn)為呼吸障礙和繁殖障礙[41]，皮膚發(fā)紺，雙耳皮膚變藍(lán)，肺部病變嚴(yán)重呈彌漫性間質(zhì)性肺炎，是全球養(yǎng)豬業(yè)面臨的嚴(yán)重威脅之一。Kuitio 等[42]開(kāi)發(fā)了一種適配體生物傳感器。與傳統(tǒng)的PRRS 診斷方法相比，該方法更加快速準(zhǔn)確，特異性和選擇性較高，耗時(shí)短，可直接檢測(cè)病毒顆粒，但檢測(cè)限為1.87×1010個(gè)PRRSV 顆粒，靈敏度還有待改進(jìn)。Liu 等[43]構(gòu)建了一種氧化石墨烯（GO）改進(jìn)的SPR生物傳感器，用于檢測(cè)培養(yǎng)細(xì)胞中的PRRSV，相較于傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，該生物傳感器可以實(shí)現(xiàn)病毒的無(wú)損實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，對(duì)于研究病毒與生物分子或抗病毒藥物的相互作用具有重要意義。

3.1.3 非洲豬瘟 非洲豬瘟（ASF）是由非洲豬瘟病毒（ASFV）所引起的豬和野豬的急性、發(fā)熱、高死亡率的傳染性疾病，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，防控難度大[44]，給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)了極大經(jīng)濟(jì)損失。Li等[45]選擇截?cái)嗟膒54 蛋白作為抗原，并與摻雜銪的熒光微球偶聯(lián)，結(jié)合橫向流動(dòng)檢測(cè)（LFA）技術(shù)，快速、可視化檢測(cè)ASFV 抗體。該方法特異性較好，且檢測(cè)結(jié)果與ELISA 試劑盒一致。為了提高檢測(cè)的靈敏度，Li 等[46]構(gòu)建了基于抗體雙量子點(diǎn)微球（QDM）的ASFV 免疫傳感器，可用于血清中ASFV 抗體的檢測(cè)。與ELISA 和膠體金免疫層析試紙條方法相比，該生物傳感器更加穩(wěn)定和靈敏，其定量分析性能也得到一定程度的提高。

3.2 細(xì)菌性疾病

3.2.1 沙門(mén)氏菌病 沙門(mén)氏菌病是由沙門(mén)氏菌引起的一類(lèi)常見(jiàn)的人獸共患病，不僅危害人類(lèi)健康，還會(huì)給畜牧業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。畜禽感染沙門(mén)氏菌可引起相應(yīng)的傳染病，如雞白痢、豬霍亂等[47-48]。而沙門(mén)氏菌血清型眾多，傳播方式復(fù)雜，傳統(tǒng)檢測(cè)方法難以實(shí)現(xiàn)沙門(mén)氏菌的有效檢測(cè)。Sridapan 等[49]研制了一種基于雙層環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增結(jié)合側(cè)向?qū)游黾夹g(shù)的生物傳感器，用于生產(chǎn)中彎曲桿菌和沙門(mén)氏菌的快速檢測(cè)，其靈敏度較高，但檢測(cè)易受到氣溶膠污染。Ying 等[50]開(kāi)發(fā)了一種利用雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（HCR）進(jìn)行信號(hào)放大的核酸橫向流生物傳感器（LFNAB）。該傳感器檢測(cè)合成DNA 的檢出限為1.76 pmol/L，沙門(mén)氏菌檢出限為3×103cfu/mL，無(wú)需酶、標(biāo)簽或復(fù)雜的設(shè)備。

3.2.2 豬鏈球菌病 豬鏈球菌病是一類(lèi)危害較大的人獸共患病，主要表現(xiàn)為腦膜炎、心內(nèi)膜炎、敗血關(guān)節(jié)炎等[51]，哺乳仔豬和斷奶仔豬多發(fā)，一旦發(fā)病，會(huì)對(duì)養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)損失。其中，豬鏈球菌2 型毒性較強(qiáng)，引起的發(fā)病率較高[52]。Wang等[53]提出了一種基于模擬雙酶和L-半酰胺酸信號(hào)放大策略的豬鏈球菌2 型的檢測(cè)方法。該方法利用L-半酰胺酸與空心雙金屬合金納米粒子相互作用形成納米復(fù)合材料，能夠大大增強(qiáng)過(guò)二硫酸氫酯的電化學(xué)發(fā)光（ECL）信號(hào)。與傳統(tǒng)生物酶相比，該傳感器在靈敏度、重復(fù)性及選擇性方面等具有顯著優(yōu)勢(shì)，為ECL 生物傳感器信號(hào)放大提供了一種新方法。Ju 等[54]利用檸檬酸鈉還原金鹽，與豬鏈球菌2 型多克隆抗體偶聯(lián)制備膠體金，建立了一種用于檢測(cè)豬鏈球菌2 型抗原的免疫層析試紙條方法，其敏感性可達(dá)106CFU/mL。該方法具有可視化、高特異性等優(yōu)點(diǎn)，可用于豬鏈球菌2 型抗原的現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢測(cè)。

3.3 寄生蟲(chóng)病

3.3.1 血吸蟲(chóng)病 血吸蟲(chóng)病是一種廣泛流行但被高度忽視的寄生蟲(chóng)病，一般通過(guò)接觸受感染的水，使得血吸蟲(chóng)幼蟲(chóng)透過(guò)皮膚而引起感染。血吸蟲(chóng)病目前雖然在大多數(shù)地區(qū)得到了控制，但為了實(shí)現(xiàn)降低發(fā)病率和最終消滅血吸蟲(chóng)的目標(biāo)，做好監(jiān)測(cè)和早期診斷是重中之重[55]。He 等[56]建立了一種檢測(cè)日本血吸蟲(chóng)循環(huán)抗原的金納米棒光學(xué)傳感器。該傳感器不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)病原生物學(xué)和免疫學(xué)方法無(wú)法對(duì)血吸蟲(chóng)病進(jìn)行早期診斷的不足，還可用于血吸蟲(chóng)病患者血清的分析。Santos 等[57]構(gòu)建了一種基于巰基苯甲酸（AMB）自組裝單分子膜的高靈敏度電化學(xué)基因傳感器。該傳感器將金納米粒子（AuNPs）和磁鐵礦納米粒子（Fe3O4-NPs）固定在AMB 上，用電化學(xué)阻抗譜（EIS）和循環(huán)伏安法（CV）監(jiān)測(cè)雜交過(guò)程，從而提高了檢測(cè)方法的靈敏性和特異性。

3.3.2 弓形蟲(chóng)病 弓形蟲(chóng)病是由弓形蟲(chóng)引起的一種人獸共患病，發(fā)病率高，可造成牛、羊等懷孕家畜流產(chǎn)及豬死亡，給畜牧業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失[58]。Sousa 等[59]利用金納米顆粒的光學(xué)特性，建立了一種針對(duì)弓形蟲(chóng)GRA6 抗原的檢測(cè)方法。該方法相比于ELISA 等經(jīng)典方法，顯示出更好的敏感性和特異性。張玉娟[60]以重組的tSAG1 作為診斷抗原，建立了基于tSAG1 的納米棒生物傳感器和金納米簇模擬酶可視化生物傳感器。該傳感器簡(jiǎn)化了反應(yīng)系統(tǒng)，增強(qiáng)了可視化功能，降低了分析成本，能夠用于弓形蟲(chóng)病診斷。

4 小結(jié)及展望

生物傳感器相較于傳統(tǒng)方法，具有智能化、可視化、微型化和功能多樣化等優(yōu)勢(shì)，與智能化系統(tǒng)的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理及分析，減少主觀判斷造成的誤差。當(dāng)前，生物傳感器在動(dòng)物疫病檢測(cè)方面的應(yīng)用不斷增加，不同生物識(shí)別元件與電化學(xué)技術(shù)聯(lián)用、納米材料的應(yīng)用及酶復(fù)合物的構(gòu)建，縮短了檢測(cè)時(shí)間，大大提高了生物傳感器的特異性、親和力和抗干擾能力。但是現(xiàn)有的生物傳感器仍然存在一些問(wèn)題，例如，雙層環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增結(jié)合側(cè)流生物傳感器在操作過(guò)程中易出現(xiàn)假陽(yáng)性，酶生物傳感器檢測(cè)效果隨著酶活性降低而發(fā)生變化，DNA 生物傳感器易出現(xiàn)堿基錯(cuò)配等。隨著技術(shù)水平和工藝的不斷提高，生物傳感器與新興學(xué)科領(lǐng)域或新型材料的結(jié)合，將進(jìn)一步提高其檢測(cè)效率、實(shí)用性和適用性，在動(dòng)物疫病檢測(cè)與防控領(lǐng)域會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。