構造
使用光敏元件作為信息轉換器，利用光學原理工作的光學免疫傳感器，是免疫傳感器家族的一個重要成員。光敏器件有光纖、波導材料、光柵等。生物識別分子被固化在傳感器，通過與光學器件的光的相互作用，產生變化的光學信號，通過檢測變化的光學信號來檢測免疫反應。下面將介紹把免疫測定和光學測量有機結合起來的幾種有代表性的傳感器的構造。
分類
夾層光纖傳感器
將末端涂有試劑(如抗原)的光纖浸入溶液中來檢測溶液里是否存在與試劑互補的物質(抗體) 。若溶液中的確存在抗體，就會和抗原結合。將結合了抗體的光纖浸入含有被熒光標記的抗原溶液里，帶有熒光指示劑的抗原會和抗體結合。在光纖的另一端加上光源 ,將返回一個熒光信號。待測試抗體濃度越高，就有更多的熒光標記抗原與其結合，返回的熒光信號越強。
位移光纖傳感器
光纖末端涂有試劑(如抗原)，帶有熒光標記的試劑(抗體)被密封在有透析能力的薄膜里。抗體與透析膜內被標記的抗體互補 ,因此抗原和抗體有結合的傾向。將這套裝置浸入樣本溶液中，若溶液里也含有與抗原互補的抗體 ,該抗體就有與帶有熒光標記的抗體競爭、與光纖末端抗原結合的傾向。此時在光纖的另一端加上光源，將返回一個熒光信號。樣本溶液里待測抗體的濃度越高 ，返回的熒光信號就會越弱。所以 ，待測抗體的濃度和返回的熒光信號強度成反比。
表面等離子體共振( SPR)傳感器
該傳感器包括一個鍍有薄金屬鍍層的的棱鏡，其中金屬層成為棱鏡和絕緣體之間的界面。一束橫向的磁化單向偏振光入射到棱鏡的一個面上，被金屬層反射，到達棱鏡的另一面。反射光束的強度可以測量出來，用來計算入射光束的入射角θ的大小。反射光的強度在某一個特殊的入射角度 Φsp 突然下降 ，就在這個角度，入射光的能量與由金屬 -絕緣體交接面激勵產生的表面等離子共振(或“SPR” )相匹配。將一層薄膜(如生物膜)沉淀在金屬層上，絕緣物質的折射系數會發生改變。折射系數依賴于絕緣物質和沉淀膜的厚度和密度的大小。測試陷波角的值，沉淀膜的厚度和密度就可以推導出來。
光柵生物傳感器
一束入射激光束進入平面波導的一端。平面波導包括一層非常薄的高折射率膜(如生物膜)以及玻璃載體。薄膜表面上放置一光柵，該光柵使激光以一定的出射角射出平面波導，出射角的大小與激光導向模式的有效折射率有關。在光柵上涂一層試劑，將盛有樣本溶液的容器置于光柵上，如果樣本中的物質與試劑層發生反應，有效折射系數就會改變 ,從而改變出射角。出射光束角度的變化與試劑和待測物質反應生成的薄膜厚度有關。如果樣本溶液內含有與該抗原互補的抗體，它們就會結合，槽內膜的厚度就會增加。利用光譜儀測試膜的厚度是否增加 ，可以檢測待測物質是否存在。