猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)是一种RNA病毒,大体上病变于胃肠道,其特点是胃中充满未消化的凝乳和薄而透明的肠壁,组织学特征包括严重的弥漫性萎缩性肠炎,浅表绒毛细胞肿胀伴随轻度细胞质空泡化[1]。1971年,英国首次报道该病毒,我国于1980年首次分离该病毒。自2010年以来,新的变异毒株出现在世界各个国家和地区,目前由引起的猪流行性腹泻(porcine epidemic diarrhea, PED)已经成为世界流行性疾病[2]。
研究者目前已通过荧光定量PCR[3]、反转录-聚合酶链式反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction ,RT-PCR)[4,5]、酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immune sorbent assay,ELISA)[6,7]、环介导等温核酸扩增技术(LAMP)[8,9]以及胶体金免疫层析技术[10]等多种方法对PED进行诊断和防治。
电化学传感技术是以电极为转换元件,将感应信号转换成与目标物质浓度成比例的电信号从而进行定性或定量检测的一种分析系统。当电化学传感器检测目标为生物大分子时,即称为电化学生物传感器。根据分子识别元件不同又可以将其分为DNA传感器、酶传感器、微生物传感器、免疫传感器和细胞传感器等。
电化学免疫传感器是一种将免疫分析与电化学传感相结合的一种免疫分析技术。该方法是基于抗原和抗体的特异性反应发展起来的,较其他电化学生物传感器有更高的专一性和选择性。电化学免疫传感器能够通过电信号变换反应传感器表面的抗原抗体反应并进行实时信号检测,还可以对免疫反应进行动力学分析。因此,免疫传感器具有高度特异性,是获取复杂体系中待测物信息的理想工具。根据测定电化学信号的不同,可以将电化学免疫传感器分为电位型免疫传感器 、电流型免疫传感器、电导型免疫传感器 、电容型免疫传感器和阻抗型免疫传感器[11,12]。
电流型免疫传感器是最常用的免疫传感器之一,已应用于病毒[13]、农药残留[14]、细菌[15]、环境污染物[16]和生物标志物[17]等检测。当固定化抗体与溶液中的抗原发生免疫反应后,通过测定电流变化进行抗原的定量测定。
夹心型免疫传感器是电流型免疫传感器的常见类型之一,又被称为“三明治型免疫传感器”。在传感器构建过程中,首先将抗体固定于电极表面,样品中的抗原与电极上的抗体结合后,再加入第二抗体结合,即可形成“三明治”结构。此时,通过测定电活性物质或者酶催化反应的底物反应的电流信号对抗原进行定量测定。
在电化学免疫传感领域中,纳米材料具有比表面积大、电导率强、吸附能力强、生物相容性好等优点,能够有效固定和标记免疫分子、催化反应、促进电化学信号和电化学发光信号放大,从而降低检测电位、增加电流量并增强抗干扰能力[18]。
近年来,随着合成、稳定化和功能化相关方法的改进,银纳米颗粒在免疫传感中的应用也不断增加。Yang[19]通过新型纳米复合材料Au-Ag/rGO@PDA构建免疫传感器用于快速检测人血清中的癌胚抗原(CEA)。Zhang[20]通过离子交换等方法将Ag纳米颗粒负载于纳米级六方八面沸石(EMT)分子筛的复合材料制备电化学传感器,采用电化学三电极体系检测方法,对原发性肝癌的标志物甲胎蛋白(AFP)进行快速检测。此外,银纳米粒子(AgNPs)氧化更容易并能够提供更好的电化学活性,是电化学检测的理想标记物。Yu[21]将血红蛋白(Hb)组装在银纳米粒子(AgNPs)壳聚糖膜修饰的玻碳电极表面,AgNPs极大程度地提高Hb在电极表面的电子传递,固定于薄膜的Hb保持了其生物活性,其电子转移表现为一个表面控制过程,使Hb在对氧气(O2)和过氧化氢(H2O2)的电催化还原反应中表现出类过氧化氢酶的性质,用于构建第三代无媒介体的生物传感器。
银纳米粒子(AgNPs)作为电化学传感器中常用金属纳米粒子之一,可以使
用电沉积方法进行合成,与化学还原相比具有成本低、操作简便等优点[22]。
