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
新霉素 Neomycin (NEO)、庆大霉素 Gentamicin (GNT)、卡那霉素 Kanamycin (KAN)、链霉素 Streptomycin (STR)、恩诺沙星 Enrofloxacin (ENR)、氯霉素 Chloramphenicol (CAP)、磺胺二甲嘧啶 Sulfamethazine (SMZ)；样品基质：缓冲液和10倍稀释牛奶（奶粉复溶）
检测原理
该传感器采用无标记竞争性免疫分析。首先将 NEO、GNT、KAN、DHS、NOR-NH2、CAP-base 和 SMZ 等抗生素或类似物通过 EDC/NHS 化学共价固定于 HCX 水凝胶芯片，形成微阵列。检测时，含目标抗生素的样品与相应抗体鸡尾酒混合后注入芯片。溶液中的抗生素与表面固定配体竞争结合抗体：目标物浓度越高，抗体与表面配体结合越少，界面质量/折射率变化越小。iSPR 通过 BK7 棱镜激发表面等离子体，实时扫描 SPR 角，将结合量转换为 SPR 响应。以空白响应 B0 和样品响应 B 计算 B/B0，并用四参数模型拟合得到 IC50、LOD 和动态范围。
检测灵敏度
动态范围: 0.2B/B0–0.8B/B0；标准溶液范围: 0.032–500 ng/mL；R^2: NEO 0.9909（缓冲液）/0.9945（牛奶），GNT 0.9916/0.9895，KAN 0.9971/0.9992，STR 0.9892/0.9944，ENR 0.9953/0.9895，CAP 0.9905/0.9742，SMZ 0.9880/0.9882；曲线斜率: NEO -1.4/-1.7 mL/ng，GNT -2.1/-1.8，KAN -2.9/-4.5，STR -1.1/-1.2，ENR -1.6/-2.1，CAP -1.1/-0.7，SMZ -2.1/-0.8
效应效果
该 iSPR 免疫传感器在单芯片上同时完成 7 项竞争性免疫分析，可在缓冲液和 10 倍稀释牛奶中达到 ppb 水平检测。NEO、KAN、STR、ENR 和 SMZ 灵敏度足以覆盖欧盟牛奶 MRL 监控；CAP 和 GNT 需分别超过 20 倍 MRPL 和 4 倍 MRL 才产生 10% 信号抑制。anti-NOR 与 anti-CAP 交叉反应 <5%，NOR-NH2 和 CAP-base 点存在约 10% 基线累积。重复进样重复性良好，不同芯片间误差以标准差表示。整体性能与常规四通道 Biacore SPR 免疫传感器相当，但比 ELISA 低约 10 倍。方法无需样品前处理，可快速、同步、无标记筛查，平台可扩展至 56 个阵列点，并借助抗体交叉反应覆盖约 30 种抗生素残留。
传感器的构成
- 基底/换能器：Xantec HCX 圆形传感器芯片，预活化氨基偶联水凝胶，用于共价固定配体并支持 iSPR 成像
- 化学偶联层：EDC/NHS 氨基偶联体系（NHS、EDC），将含伯胺抗生素配体固定到水凝胶表面
- 表面配体微阵列：NEO、GNT、KAN、DHS、NOR-NH2、CAP-base、SMZ 点样，作为竞争性免疫分析的表面捕获配体
- 封闭剂：0.5 M 乙醇胺（pH 8.5），封闭未反应水凝胶基团
- 识别元件：抗 NEO、抗 GNT、抗 KAN、抗 STR/DHS、抗 NOR、抗 CAP、抗 SMZ 抗体鸡尾酒，与表面配体特异性结合
- 再生液：20% 乙腈/10 mM NaOH，去除结合抗体并恢复芯片表面
- 读出系统：IBIS iSPR 仪器、BK7 棱镜、折射率匹配油、流池，扫描 SPR 角并输出响应
中文摘要
本文报道了一种基于成像表面等离子共振（iSPR）平台的微阵列生物传感器，用于牛奶中多种抗生素残留的定量、同步免疫检测。该传感器在单个芯片上同时检测四大类抗生素模型化合物：氨基糖苷类（新霉素 NEO、庆大霉素 GNT、卡那霉素 KAN、链霉素 STR）、磺胺类（磺胺二甲嘧啶 SMZ）、酚类（氯霉素 CAP）和氟喹诺酮类（恩诺沙星 ENR）。通过在同一芯片上多路复用七项竞争性免疫分析，可在缓冲液和10倍稀释牛奶中以 ppb 水平测定所有目标物。其中 NEO、KAN、STR、ENR 和 SMZ 的分析灵敏度足以满足欧盟牛奶最大残留限量（MRL）监控要求。该生物传感器整体性能与常规四通道 SPR 生物传感器相当，兼具 SPR 高特异性和微阵列高通量优势，为多分析物食品筛查提供了有前景的替代方法。
英文摘要
Monitoring of antimicrobial drug residues in foods relies greatly on the availability of adequate analytical techniques. Currently, there is a need for a high-throughput screening method with a broad-spectrum detection range. This paper describes the development of a microarray biosensor, based on an imaging surface plasmon resonance (iSPR) platform, for quantitative and simultaneous immunodetection of different antibiotic residues in milk. Model compounds from four major antibiotic families: aminoglycosides (Neomycin, Gentamicin, Kanamycin, and Streptomycin), sulfonamides (Sulfamethazine), fenicols (Chloramphenicol), and fluoroquinolones (Enrofloxacin) were detected using a single sensor chip. By multiplexing seven immunoassays in a competitive format, we were able to measure all the target compounds at parts per billion (ppb) levels in buffer and in 10x-diluted milk. The assays for Neomycin, Kanamycin, Streptomycin, Enrofloxacin, and Sulfamethazine were sensitive enough for milk control at maximum residue levels as established in the European Union. The overall performance of the biosensor was determined to be comparable to that of conventional four-channel surface plasmon resonance (SPR)-based biosensors, in terms of assay sensitivity and robustness. Combining the advantages of a SPR sensor and a microarray, utilization of the biosensor described here offers a promising alternative to the existing methods and is highly relevant for multianalyte food profiling.