组成图示
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传感器类型
其他（成像椭偏生物传感器）
检测对象
禽流感病毒H5亚型（avian influenza virus H5, AIV H5N1）、禽流感病毒H9N2（AIV H9N2）；样品基质为PBST稀释的灭活病毒悬液
检测原理
硅片经Piranha溶液、APTES和琥珀酸酐处理后形成羧基表面，再用EDC/NHS活化，通过蛋白A与Fc片段相互作用定向固定mAb 4A4，或直接固定scFv，并以明胶封闭。样品流经微流控单元时，抗体特异性捕获禽流感病毒颗粒，使表面生物层厚度增加。成像椭偏仪以偏振光探测薄膜，反射强度灰度值与0–30 nm范围内的层厚近似成正比（I=kd），表面浓度约等于K×d（K=0.12）。因此病毒浓度越高，捕获量越多，灰度值越高，实现无标记、多路复用定量检测；SNOM可进一步确认病毒颗粒。
检测灵敏度
最低可检测稀释度: 1:10^6（H5N1灭活病毒原液 2.56 × 10^3 TCID/ml，信号较平均灰度值增加约15.9%）；侧流免疫分析最低可检测稀释度: 1:10^5
效应效果
该方法可区分H5N1与H9N2：scFv可捕获两种亚型，而4A4对H5N1呈阳性、对H9N2无显著响应。4A4检测H5N1时，阳性与对照平均灰度差为60.2（P2=0.002，P10=0.000003），信号增加45.6%，高于CV；H9N2阴性响应仅4%，低于CV。批内CV为4.3%，批间CV为12.2%。SNOM在阳性单元观察到200–400 nm病毒颗粒，阴性单元未见。与侧流免疫分析相比，BIE在1:10^6稀释度仍可检测，而侧流法为1:10^5。从病毒杂交到成像捕获可在10 min内完成，适合快速、多重、无标记检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：硅片（silicon wafer），经Piranha溶液处理增加表面硅羟基，作为椭偏信号基底。
- 氨基硅烷层：3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）与硅羟基共价结合，形成表面氨基。
- 羧基间隔层：琥珀酸酐（succinic anhydride）与氨基反应生成羧基，用于EDC/NHS活化固定配体。
- 微流控图案化单元：聚二甲基硅氧烷（PDMS）模具形成多细胞微阵列，用于分区固定配体并输送样品。
- 定向固定层：蛋白A（protein A）共价固定于表面，通过Fc片段定向固定单克隆抗体4A4。
- 识别元件：单链可变片段（scFv）和/或单克隆抗体4A4（mAb 4A4），特异性识别禽流感病毒血凝素/H5。
- 封闭剂：5%明胶（gelatin），封闭非特异性结合位点。
- 信号读出：成像椭偏仪（IE）灰度值，反映捕获病毒导致的表面层厚度/表面浓度变化。
中文摘要
本文报道了一种基于高空间分辨率成像椭偏仪（imaging ellipsometry, IE）的禽流感病毒H5亚型检测方法。将特异性识别H5血凝素的单克隆抗体固定于硅片表面，用于捕获病毒颗粒；病毒结合后引起的表面变化可在成像椭偏仪灰度图像中直接可视化。该研究采用微流控多细胞微阵列，并通过蛋白A与抗体Fc片段相互作用实现单克隆抗体4A4的定向固定，从而同时检测H5N1和H9N2。初步结果表明，该方法快速、特异，可用于禽流感病毒H5亚型的识别；与侧流免疫分析相比，其灵敏度更高，并可进行多重检测。这些结果提示该生物传感器有望成为禽流感病毒检测的有价值诊断工具。
英文摘要
A novel method is reported for the detection of avian influenza virus subtype H5 using a biosensor based on high spatial resolution imaging ellipsometry (IE). Monoclonal antibodies specific to H5 hemagglutinin protein were immobilized on silicon wafers and used to capture virus particles. Resultant changes on the surface of the wafers were visualized directly in gray-scale on an imaging ellipsometry image. This preliminary study has shown that the assay is rapid and specific for the identification of avian influenza virus subtype H5. Compared with lateral-flow immunoassays, this biosensor not only has better sensitivity, but can also simultaneously perform multiplexed tests. These results suggest that this biosensor might be a valuable diagnostic tool for avian influenza virus detection.