组成图示
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传感器类型
其他（表面声波(SAW)生物传感器）
检测对象
凝血酶 (thrombin)、弹性蛋白酶 (elastase，参考蛋白)；样品基质：结合缓冲液（20 mM Tris-HCl, pH 7.4, 140 mM NaCl, 5 mM KCl, 1 mM MgCl2）
检测原理
该传感器采用无标记表面声波检测。DNA抗凝血酶适配体通过EDC/NHS酰胺键固定于MUA-SAM，或通过链霉亲和素–生物素固定于CM-dextran三维基质。当凝血酶流经表面时，与适配体特异性结合，形成蛋白–适配体复合物，使传感器界面质量增加。Love波在导波层中的相速度对质量负载敏感，结合量增加导致相移增大；振幅变化反映流体粘度/粘弹性，参考通道可将其与质量信号分离。结合过程按1:1模型进行，浓度升高时结合量与相移增大，停止注射后解离，0.1 N NaOH再生。仪器灵敏度约为515 ° cm2/mg，可实时获得kon、koff和KD。
检测灵敏度
灵敏度: 515 ° cm2/mg
效应效果
两种固定化表面的KD相近，SAM约260 nM，葡聚糖约267 nM，与先前300–400 nM一致。1 mM凝血酶在葡聚糖表面相移约3.7°，相当于7.2 ng/cm2或196 fmol/cm2；SAM相移约1.7°，相当于3.3 ng/cm2或90 fmol/cm2，SAM结合量仅为葡聚糖的约45%，而适配体装载量仅差约4%。1 mM弹性蛋白酶相移约0.3°，相当于0.58 ng/cm2或14 fmol/cm2，约为凝血酶的5–7%，显示选择性。表面可用0.1 N NaOH再生，适配体表面可长期保存，芯片可重复使用数百次，适合凝血级联反应的实时监测。
传感器的构成
- 基底/换能器：S-sens K5 Love-wave 表面声波(SAW)传感器芯片（石英基底），通过相移和振幅转换质量负载
- 二维修饰层：11-巯基十一烷酸(MUA)烷硫醇自组装单分子层(SAM)，提供羧基用于EDC/NHS偶联
- 三维修饰层：11-巯基-1-十一烷醇(MHU)SAM经环氧氯丙烷活化后接枝羧甲基葡聚糖(CM-dextran)水凝胶，提供三维基质与羧基
- 识别元件：5'-氨基或5'-生物素修饰的DNA抗凝血酶适配体(anti-thrombin DNA aptamer, 15-mer GGT TGG TGT GGT TGG)
- 桥接/偶联：EDC/NHS羰基二亚胺化学形成酰胺键，或链霉亲和素(streptavidin)与生物素结合
- 封闭剂：1 mM乙醇胺盐酸盐(ethanolamine-hydrochloride, pH 8.5)，封闭未反应羧基/氨基
- 信号标记物：无标记(label-free)，凝血酶/弹性蛋白酶结合产生质量负载
- 读出：S-sens K5仪器记录相移与振幅，并用参考通道区分质量与粘度效应
中文摘要
本文以DNA抗凝血酶适配体与凝血酶相互作用为模型，研究生物传感器表面固定化方式对测量结果的影响。作者将适配体分别通过羧酰胺键固定到二维烷硫醇自组装单分子层（SAM），以及通过链霉亲和素–生物素作用固定到三维羧甲基葡聚糖基质中，并使用S-sens K5 Love波表面声波（SAW）传感器进行无标记实时检测。两种表面测得的平衡解离常数KD分别约为260 nM和267 nM，数值相近；但由于适配体可及性不同，结合分析物量相差约2倍，三维葡聚糖表面结合量更高。以相似蛋白弹性蛋白酶为参考，结果显示两种表面均能区分凝血酶与弹性蛋白酶，说明固定化方式主要影响结合容量和可及性，而不显著改变亲和力，为适配体生物传感器表面设计提供了依据。
英文摘要
The immobilization procedure to a biosensor surface has a major influence on the measurement results. To characterize the immobilization onto various biolayers, the interaction of DNA anti-thrombin aptamer with the protein thrombin was used as a model system. The aptamer was immobilized to a two-dimensional alkanethiol SAM via carboxylamide bonds and to a three-dimensional dextran matrix via streptavidin-biotin interaction. The calculated K (D) values of about 260 and 267 nM, respectively, were comparable, while the amount of bound analyte varied by a factor of 2, depending on the accessibility of the immobilized aptamer. Differences in the specificity were shown by use of the similar protein elastase.