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
刀豆蛋白A（Concanavalin A, Con A）、花生凝集素（peanut agglutinin, PNA）；样品基质为PBS缓冲液（10 mM, pH 7.4）中的蛋白溶液。
检测原理
表面首先通过全氟苯基叠氮（PFPA）在紫外光下生成氮烯，插入聚合物PEG或PS的C-H键，形成共价连接；若采用两步或三步路线，则先在表面引入炔基linker，再在CuI/DIPEA催化下与2-叠氮乙基-α-D-甘露吡喃糖发生CuAAC反应，经三唑键将甘露糖定向固定。检测时，PBS中的凝集素流过表面，Con A与甘露糖特异性结合，PNA基本不结合。结合蛋白使QCM晶体表面质量增加，共振频率下降；洗脱或低pH再生后频率恢复。信号大小反映结合蛋白量，可实时监测结合/解离动力学。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
在PBS（10 mM, pH 7.4）中，Con A（0.2 mg/mL，1.92 µM）注射后QCM频率下降，PNA（0.2 mg/mL，1.82 µM）基本无结合，表明甘露糖表面对Con A具有特异性识别能力。BSA（1 mg/mL）用于封闭非功能化表面，PNA非特异结合可忽略。三种方法均获得高特异性和较高结合容量；方法A的Con A结合最高且最一致，方法B和C也显示良好一致性，但容量略有差异。方法C比方法B制备时间长约8 h，但表面在QCM系统中稳定更快、响应更快，提示其更薄且更均匀；方法B在低pH再生时响应较大。作者认为该方法适用于多种聚合物表面，并可扩展至更多叠氮糖类，具有糖阵列和生物分子识别研究应用潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器：镀金10 MHz石英晶体（gold-plated 10 MHz quartz crystal），作为QCM压电换能器。
- 聚合物修饰层：聚乙二醇（PEG）或预涂聚苯乙烯（PS）薄膜，提供C-H键用于PFPA光连接。
- 光连接层：全氟苯基叠氮（PFPA）衍生物（9/10/16）经UV光解生成氮烯并插入聚合物C-H键，形成共价表面。
- 炔基连接层：炔基PFPA衍生物10或炔基胺linker 5经光连接或酰胺键引入表面，为CuAAC提供反应位点。
- 识别元件：2-叠氮乙基-α-D-甘露吡喃糖（2-azidoethyl-α-D-mannopyranoside, 17）经CuAAC三唑连接，作为甘露糖识别位点。
- 封闭剂：牛血清白蛋白（BSA, 1 mg/mL）封闭非功能化表面，降低非特异结合。
- 信号读出：未标记凝集素（Con A/PNA）结合引起质量增加，QCM频率下降并由Attester 1.1记录。
中文摘要
本文提出一种快速功能化特定聚合物表面并引入炔基的方法，使表面可进一步与含叠氮基团的碳水化合物共价连接。方法基于两个核心概念：全氟苯基叠氮（PFPA）介导的叠氮光连接和铜催化的叠氮-炔环加成（CuAAC，点击化学）。作者合成了2-叠氮乙基功能化的α-D-甘露吡喃糖，并将其通过上述策略连接到炔基功能化的聚乙二醇（PEG）或聚苯乙烯（PS）表面。文中设计了三种表面制备路线：一步光连接、两步光连接加点击化学、以及三步引入NHS活化PFPA酯和炔基胺连接子后再点击连接。所得碳水化合物呈现表面利用石英晶体微天平（QCM）生物传感器进行实时评估，通过监测刀豆蛋白A（Con A）和花生凝集素（PNA）的结合与解离，验证了甘露糖表面的蛋白识别特异性和稳定性。
英文摘要
Methods to rapidly functionalize specific polymeric surfaces with alkynes, which can subsequently be linked to azide-containing carbohydrates, are presented. The methods comprise two main concepts: azide photoligation and Cu-catalyzed azide-alkyne cycloaddition. 2-Azidoethyl-functionalized alpha-D-mannopyranoside was synthesized and covalently attached to alkyne-functionalized polymeric surfaces using the techniques. The protein recognition properties of the carbohydrate-presenting surfaces were evaluated using quartz crystal microbalance biosensor instrumentation.