由于化学分析方法分离净化方法繁杂、仪器设备以及人员技术能力要求极高，分析费用昂贵，一般实验室难以开展，目前仅在少数实验室进行。近年来生物方法测定二噁英的毒性当量研究甚为活跃，已有一些基于毒性作用机制的生物测定方法开始实际应用。
PCDD/Fs的毒性机制与体内芳香族受体(Ah受体)有关，具有高度立体选择性。不同的同系物异构体的毒性和其与Ah受体结合活化能力有关。将作为配体的目标物二噁英与Ah受体、ARNT和DRE一起活化，使之产生结合的复合物。如果将DRE用生物素偶联，这一复合物就通过生物素亲和素反应被固定在亲和素包被的ELISA板孔中。复合物中的ARNT与活化的Ah受体为等物质的量异源二聚体，以抗ARNT的兔血清为第一抗体，以碱性磷酸酶标记的鼠抗兔抗体为第二抗体，通过测定ELISA板孔中碱性磷酸酶的活性来反映Ah受体的活化情况。二噁英与Ah受体的结合能力直接和Ah受体的活化相关，不同系物异构体的活性以及剂量均通过Ah受体的活化得到反映，呈现良好的线性响应。由于体系中采用特殊制备的细胞浆作为Ah受体的来源，整个体系以重新构成的细胞成分Ah受体、ARNT和DRE作为生物传感器部件，不需要整个细胞系作为载体，也就不需要细胞培养手段，使现场使用成为可能。同时，由于不再需要细胞内的诱导活化过程，体外活化时间由24 h减少到2 h。加上ELISA免疫检测ARNT的双抗体方法，整个分析可以在一个工作日完成。以Ah受体为生物传感器建立的免疫生物方法一次可以完成多个样品的检测，提取净化相对简单，能够满足现场分析和卫生监督的筛选需要，所得结果为毒性当量。配合化学方法对阳性样品进行同系物异构体的鉴定，可以提供大量极有价值的数据。同时由于这一免疫生物方法可以筛选出大量阴性样品，极大地减少了工作量。即使不采用化学方法对阳性样品进行同系物异构体的鉴定，所得数据出毒性当量计算，也具有可比性。目前研究比较多的几个生物学检测方法基本都是利用以上原理。
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