组成图示
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传感器类型
压电(QCM)生物传感器
检测对象
R,S-1-(3-甲氧基苯基)乙胺（R,S-3-MPEA）、R,S-1-(4-甲氧基苯基)乙胺（R,S-4-MPEA）、R,S-四氢萘胺（R,S-TNA）、R,S-2-辛醇（R,S-2-OT）、R,S-乳酸甲酯（R,S-MEL）；气相蒸气（氮气载气）
检测原理
BSA或HSA通过巯基乙酸SAM和EDC/NHS偶联固定于金电极石英晶体表面，形成手性识别层。当R或S对映体蒸气随氮气到达传感界面时，蛋白疏水腔与客体分子通过氢键、疏水作用、静电作用和范德华力形成非共价复合物。由于两种对映体与蛋白结合亲和力不同，结合量不同，导致晶体表面质量变化。依据Sauerbrey关系，质量增加使共振频率下降，Δf与吸附质量近似成正比；在可结合范围内，对映体浓度越高，表面结合质量越大，频率下降越明显。通过比较R和S对映体引起的频率变化，计算αQCM=ΔfR/ΔfS或ΔfS/ΔfR，实现实时手性判别。该体系无外源信号放大，主要依赖蛋白多结合位点和QCM对质量变化的高灵敏度。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围或灵敏度斜率。
效应效果
BSA与HSA传感器对五组对映体均呈立体依赖响应，空白金电极无手性区分，连续5次可重复。BSA的αQCM：TNA 1.34、4-MPEA 1.20、3-MPEA 1.16、2-OT 1.15、MEL 1.11；HSA：TNA 1.57、4-MPEA 1.18、2-OT 1.16、MEL 1.13、3-MPEA 1.06。BSA对3-MPEA和4-MPEA区分更好，HSA对TNA、2-OT、MEL选择性更高。固定后BSA频率变化约-27 Hz、HSA约-20 Hz，清洗后约-17 Hz和-14 Hz；表面浓度约1.1×10^-12与0.9×10^-12 mol cm^-2。UV/FL判别因子与QCM一致，可用于快速实时手性识别和拆分剂筛选。
传感器的构成
- 基底/换能器：AT切石英晶体（10 MHz）双面金电极（Au），作为压电换能器与固定基底
- 自组装单分子层：巯基乙酸（mercaptoacetic acid）在金表面形成含羧基端基的SAM，提供偶联位点
- 偶联活化层：EDC和NHS活化羧基生成酰氨基酯中间体，促进蛋白共价固定
- 识别元件：牛血清白蛋白（BSA）或人血清白蛋白（HSA）固定于表面，作为手性识别元件
- 样品引入：气相脉冲系统中氮气（N2）载气携带对映体蒸气与蛋白层作用
- 信号读出：QCM振荡器、频率计和计算机记录共振频率变化（Δf）
中文摘要
本文报道了一种用于手性识别的新型有效方法，即利用自组装牛血清白蛋白（BSA）或人血清白蛋白（HSA）修饰的石英晶体微天平（QCM）生物传感器。所构建的QCM手性生物传感器表现出快速、实时的对映选择性识别能力。通过记录传感器对五组对映体响应产生的共振频率变化，可计算QCM手性判别因子（αQCM）。此外，利用紫外-可见（UV-vis）和荧光（FL）光谱详细研究了这十种对映体与两种血清白蛋白（SA）之间的相互作用。结果表明，BSA与HSA的区分能力存在明显差异：R,S-1-(3-甲氧基苯基)乙胺（R,S-3-MPEA）和R,S-1-(4-甲氧基苯基)乙胺（R,S-4-MPEA）可被BSA传感器容易区分，而HSA传感器对R,S-四氢萘胺（R,S-TNA）、R,S-2-辛醇（R,S-2-OT）和R,S-乳酸甲酯（R,S-MEL）的选择性高于BSA传感器。UV和FL光谱表明SA与对映体之间形成复合物，并通过静态猝灭机制产生强荧光猝灭。深入研究表明，计算得到的UV/FL判别因子（αUV和αFL）与QCM实验结果（αQCM）一致。
英文摘要
A novel and effective method has been developed for chiral discrimination using a quartz crystal microbalance (QCM) biosensor with self-assembled bovine serum albumin (BSA) or human serum albumin (HSA). The successfully constructed QCM chiral biosensors exhibited rapid and real-time enantioselective recognition. The QCM chiral discrimination factor (alpha(QCM)) can be calculated through resonance frequency shifts in response to five pairs of enantiomers. Moreover, the interactions between these ten enantiomers and two serum albumins (SA) were investigated in detail by means of ultraviolet-visible (UV-vis) and fluorescence (FL) spectra. The results indicated that the discrimination ability were quite different between BSA and HSA. R,S-1-(3-Methoxyphenyl)ethylamine (R,S-3-MPEA) and R,S-1-(4-methoxyphenyl)ethylamine (R,S-4-MPEA) can be easily differentiated by the BSA sensor, while the selectivity of the HSA sensor for R,S-tetrahydronaphthylamine (R,S-TNA), R,S-2-octanol (R,S-2-OT) and R,S-methyl lactate (R,S-MEL) was higher than that of the BSA sensor. The UV and FL spectra indicated the formation of a complex between SA and enantiomers and strong fluorescence quenching through static quenching mechanism. The in-depth study demonstrated that the calculated UV/FL discrimination factors (alpha(UV) and alpha(FL)) were consistent with the QCM experimental results (alpha(QCM)).