组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
人促甲状腺激素（hTSH）、人生长激素（hGH）、人促卵泡激素（hFSH）、人促黄体激素（hLH）；样品基质：人血清、人尿液（另在PBST缓冲液中校准）
检测原理
该传感器采用竞争抑制免疫分析格式。首先将目标垂体激素（hTSH、hGH、hFSH、hLH）通过EDC/NHS共价固定于MUA-SAM修饰的SPR金芯片表面，形成捕获层；样品中的激素与固定量单克隆抗体预孵育，激素浓度越高，被占据的抗体越多，剩余未结合抗体越少。随后将孵育液注入流动池，未结合抗体与表面固定激素结合，引起界面质量增加和局部折射率变化。SPR仪器实时监测该光学信号，信号随样品激素浓度升高而降低。检测后用HCl或高盐碱性再生液解离抗体，实现表面重复使用。方法无标记、无酶放大，依赖抗体竞争结合与SPR折射率换能。
检测灵敏度
LOD: 正文报告 hTSH 3 ng/mL (23 µIU/mL)、hFSH 2 ng/mL (29 mIU/mL)、hLH 3 ng/mL (26 mIU/mL)、hGH 4 ng/mL；表1报告 mAb-hTSH-1 LOD 4 ng/mL、mAb-hTSH-3 LOD 3 ng/mL；总体灵敏度范围 1–6 ng/mL；尿液hFSH/hLH最低检测浓度 1 ng/mL（hLH 8 mIU/mL、hFSH 14 mIU/mL）。线性范围: hTSH 14–138 ng/mL；hFSH 14–370 ng/mL；hLH 10–78 ng/mL；hGH 18–542 ng/mL（PBST）；hGH血清 6 ng/mL–1.3 µg/mL。I50: hTSH 44 ng/mL；hFSH 70 ng/mL；hLH 29 ng/mL；hGH 91 ng/mL。
效应效果
选择性良好：其他激素抗体或10 µg/mL非特异激素对信号无显著影响。稳定性：血清hGH检测中表面保持50个以上循环、5天内最大信号下降17%；尿液hFSH/hLH保持100个以上循环、6天内最大下降13%。重现性：hGH血清日内CV 2.59%、日间CV 1.87%、芯片间CV 2.19%；尿液hFSH/hLH日内CV 6.47%/6.44%、日间CV 2.41%/2.14%、芯片间CV 4.20%/3.70%。未报告实际样品加标回收率。作者认为灵敏度低于常规化学发光免疫测定，但可直接、快速、无标记检测血清和尿液，适合实验室与POC内分泌监测。
传感器的构成
- 基底/换能器：SPR金芯片（gold chip）与商用便携式SPR仪器（Sensia），提供表面等离子共振光学换能
- 修饰层：巯基十一烷酸（mercaptoundecanoic acid, MUA）自组装单分子层（SAM），提供羧基端用于共价固定
- 活化/偶联层：EDC/NHS活化SAM羧基，与激素氨基形成酰胺键；乙醇胺（ethanolamine）封闭残余基团
- 识别元件（捕获配体）：人垂体激素hTSH、hGH、hFSH、hLH共价固定于表面，用于捕获未结合抗体
- 识别元件（溶液相）：单克隆抗体mAb-hTSH-1、mAb-hFSH-14、mAb-hLH-7、mAb-hGH-12，与样品中激素预孵育形成竞争抑制
- 信号标记物：无标记，抗体结合引起表面质量/折射率变化，SPR信号实时读出
- 再生/运行介质：PBST或PBST-S缓冲液；HCl 5 mM或2 M NaCl/0.1% Tween 20 pH 11再生表面
中文摘要
本研究采用便携式表面等离子共振（SPR）免疫传感器，直接测定四种垂体肽类激素：人促甲状腺激素（hTSH）、人生长激素（hGH）、人促卵泡激素（hFSH）和人促黄体激素（hLH）。实验使用商用SPR生物传感器，通过优化激素在传感器表面的固定条件，并筛选单克隆抗体，以获得最佳传感性能；同时调整运行缓冲液、再生液组成和抗体浓度等检测参数，实现敏感检测。在缓冲液、血清和尿液中评估了方法性能，灵敏度范围为1–6 ng/mL。激素的共价固定使SPR信号在多达100个连续检测循环中保持稳定。日内和日间平均变异系数均低于7%，使用不同传感器表面的批间变异低于5%。作者认为，该方法具有优异的重复使用性和重现性，可作为实验室和即时检测（POC）内分泌监测的可靠工具。
英文摘要
BACKGROUND: Direct determination of four pituitary peptide hormones: human thyroid stimulating hormone (hTSH), growth hormone (hGH), follicle stimulating hormone (hFSH), and luteinizing hormone (hLH) has been carried out using a portable surface plasmon resonance (SPR) immunosensor.
METHODS: A commercial SPR biosensor was employed. The immobilization of the hormones was optimized and monoclonal antibodies were selected in order to obtain the best sensor performance. Assay parameters as running buffer and regeneration solution composition or antibody concentration were adjusted to achieve a sensitive analyte detection.
RESULTS: The performance of the assays was assessed in buffer solution, serum and urine, showing sensitivity in the range from 1 to 6 ng/mL. The covalent attachment of the hormones ensured the stability of the SPR signal through repeated use in up to 100 consecutive assay cycles. Mean intra- and inter-day coefficients of variation were all <7%, while batch-assay variability using different sensor surfaces was <5%.
CONCLUSIONS: Taking account both the excellent reutilization performance and the outstanding reproducibility, this SPR immunoassay method turns on a highly reliable tool for endocrine monitoring in laboratory and point-of-care (POC) settings.