Page 49 - 动物生物技术与繁殖研究

第二章 病毒性动物疫病防控

生物传感器，通过石英晶体压电效应，灵敏地将电极表面物体的质量变化转换
成电信号频率变化，再通过计算机获得高精度数据的质量检测技术，测量精度
达纳克级，在疾病生物标记物、病原体、环境、食品污染物等领域都有应用。

其中，基于适体的 QCM 技术在病毒检测中表现出高特异性、高精准度等优点，
Brockman 等设计了一种 QCM 检测方法，将 H5N1 AIV 的特异性 DNA 适体通过
生物素和链霉亲和素固定在 QCM 传感器表面以捕获 AIV，再结合磁性纳米微粒
作为信号放大器，用于快速检测 H5N1 亚型 AIV。结果表明，该传感器的检测限

为 1HAU，检测时间为 1h。此外，一些新兴的纳米材料也广泛用于 QCM 技术以
提高检测效率，Wang 等将多孔纳米金膜固定于电极表面制作了一种 QCM 传感
器，通过共振频率检测 H5N1 亚型 AIV 滴度，检测限为 2~4HAU/50μL，检测时
间可缩短至 10min，与其他亚型 AIV 无干扰。所以，QCM 作为一种新发展微质

量传感器，虽然目前对于 AIV 检测的报道较少，但其具备灵敏度高、测量精度高、
可实现实时监测等巨大优势，再结合信号放大等技术，将成为 AIV 检测的有效
手段。
3. 表面等离子共振

表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）是发生在两种介质表面，
电子发生共振的光学物理现象，SPR 生物传感器则是以此为基础建立的一种传感
器技术，现在多用于分子间相互作用的研究以及病原检测等。将具有相互作用的
一对分子中的一个固定于SPR传感器芯片表面，另一种通常以溶液形式流经芯片，

如果两者可以发生相互作用则会引起传感器芯片表面质量变化，导致折射率变化，
引起波长或 SPR 角的变化，再转化为电信号输出，所以可以通过分析电信号检
测生物分子间是否存在相互作用。传统 SPR 对传感器信号有不同的检测方式：
Wong 等建立了一种相位调制 SPR 传感器用于检测 H5N1 抗体，与 Biacore 检测

系统相比，其检测限可达到 193.3ng/mL，分别提升了 517.3%、258.7%（Biacore
系统检测限为 1μg/mL、0.5μg/mL）。Chang 等利用 H7N9 亚型 AIV 单克隆抗体
开发了一种强度调制 SPR 生物传感器，可在 10min 内完成 H7N9 亚型 AIV 的检
测，检测限为 144 拷贝 /mL，比 ELI-SA 法高 20 倍。Qatamin 等建立了一种基于

电位调制的电化学 SPR 检测方法，可高效检测 H5N1 亚型 AIV。上述 SPR 可以
对 AIV 进行检测，但其灵敏度稍差，无法实现病毒的痕量检测，而纳米技术的
发展也带动了 SPR 的发展，利用纳米材料制备的 SPR 传感器可以大幅增强检测

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