作为生物分析中的强大工具，免疫分析依赖于抗原和选择性抗体之间的特异性反应，并使用不同的标记（如放射性同位素、酶和荧光团）进行信号开发。近年来， 由于纳米材料具有优越的光学或电化学性能和实质上更大的化学稳定性，纳米材料正越来越多地取代这些分子标签。目前已经开发出许多基于磁性颗粒和纳米颗粒的免疫测定法和生物传感器，用于检测各种靶标（例如细胞、蛋白质、病原体和小分子毒素）。

磁性颗粒（MPs）在免疫测定中被广泛使用的原因如下：1）MPs通过用外部磁场操纵颗粒、磁洗和磁分离，有助于提高灵敏度和缩短分析时间；2）与传统的荧光标记物和酶标记物相比，MPs在不透明或高度分散的生物介质中表现出更好的性能。一般来说，MPs在免疫测定中主要有两种用途：1）MPs可以作为形成免疫复合物的固相；2）MPs可以在分析中作为检测标记。

至于纳米粒子，它们的长度尺度通常为1 ~ 100nm（但不限于100nm），在原子、分子或大分子尺度上用于多种类型的研究。纳米粒子具有一些独特的物理、化学和生物特性，可广泛应用于免疫测定。例如，相对于纳米颗粒的小尺寸，它们通常具有较大的表面体积比，并且可以很容易地标记大量不同的分子。此外，纳米粒子的物理性质在化学上是可定制的。在过去的十年中，基于纳米颗粒的免疫测定由于具有高度的灵敏度、特异性、多路复用能力和无需酶操作的能力，已经被用于提高医学检测的灵敏度和特异性，并为临床诊断提供了新的工具。

磁性颗粒和纳米颗粒作为提高灵敏度和简化检测的新型标记物，在免疫测定中得到越来越多的应用。下面详细介绍和讨论。

磁性颗粒

氧化铁磁性颗粒

磁性颗粒广泛应用于磁共振成像、磁热疗、药物和基因传递、生物分析等领域。在众多的MPs中，氧化铁MPs由于其易于制备和功能化以及生物相容性等特点， 在生物分析中应用最为广泛。基于MPs的免疫分析将 MPs 与包括酶、贵金属纳米颗粒和荧光纳米颗粒在内的信号标签结合在一起。这些免疫测定法通常快速且易于使用，非常适合检测蛋白质、细菌、病毒、激素和小分子毒素等各种分析物。

金磁性颗粒

金磁性纳米颗粒（GMPs）是一种复合颗粒，具有典型的核/壳结构，以氧化铁为核，核表面沉积一层金作为壳。GMPs具有与蛋白质或核酸等生物分子结合方便、利用磁场易于分离的优点，同时也带来了反应时间短、反应效率高的特点。GMPs可用于微芯片，并在过去几年中因其可调各向异性相互作用的独特特性而引起了极大的关注。它可以作为一种载体在微通道中传输，解决了生物分子的操纵问题。同时，基于微芯片的小型化和集成化，可以实现低试剂消耗和短洗涤时间。

二氧化硅磁性颗粒

高表面体积比和许多生物功能化选项的可用性使得磁性颗粒非常适合从生物样品中捕获分析物。磁性二氧化硅颗粒在核酸制备和检测中的价值已被发现。捕获过程依赖于核酸对颗粒的物理吸附，随后是流体交换步骤，以实现分离和纯化。特异性捕获需要对具有特异性捕获分子（如抗体）的粒子进行功能化，使其与待检测的分析物具有高亲和力。

超顺磁性聚苯乙烯（SPP）颗粒

Lee等人在毛细管混合系统中展示了一种快速、简单的磁颗粒免疫测定方法。他们使用抗体包被的微米级超顺磁性聚苯乙烯（SPP）颗粒在夹心（非竞争性）格式的兔IgG检测中进行检测。他们发现，相互竞争的磁性和粘性阻力有助于增强分析物与颗粒上捕获的抗体之间的相互作用。此外，结果表明，在与临界梅森数相对应的条件下，SPP颗粒链的形成改善了免疫分析动力学。

纳米颗粒

金纳米材料

AuNPs能够提供类似于自然系统中生物分子的微环境，因此在固定后可以保持生物分子的活性。因此，AuNPs通常被各种生物分子（如酶、抗体和DNA）修饰，以构建特定的纳米探针，用于检测各种分析物。

碳纳米材料

碳纳米材料一般是指碳纳米管（CNTs）、石墨烯及其衍生物氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）。它们具有非凡的机械强度、良好的生物相容性、大表面积和高导电性/导热性等特点。因此，碳纳米管和石墨烯纳米材料被广泛用于制造电化学生物传感器，提高了生物传感器的分析性能。碳纳米材料也被应用于荧光和化学发光免疫分析。

硅纳米颗粒

二氧化硅纳米颗粒广泛应用于生物分析领域：细胞靶向、生物标记、DNA 或 RN A 检测以及生物传感器的开发。此外，二氧化硅纳米颗粒能够在水溶液中分散，二氧化硅表面有利于多种表面反应，并允许生物分子的结合。

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