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
单链DNA（ssDNA，50-nct），样品基质为高盐杂交缓冲液（1.0 M NaCl、10 mM Tris-HCl、2 mM EDTA，pH 7）
检测原理
该传感器以金SPR芯片为换能基底，表面通过巯基化学吸附固定25-nct-3探针，并用SH(CH2)6OH封闭。目标50-nct ssDNA先与表面探针杂交；随后，负载25-nct-11和HS(CH2)11PEO6COOH的DNA功能化GNPs与50-nct另一端杂交，形成夹心结构。GNPs携带较大质量并改变界面折射率，使SPR共振角/共振单位（RU）发生偏移。HS(CH2)11PEO6COOH通过羧基静电排斥和PEO空间位阻/熵效应维持GNPs在1.0 M NaCl杂交缓冲液中的分散，避免聚集导致的非特异信号。目标浓度越高，夹心GNPs越多，SPR信号越大。
检测灵敏度
LOD: 2.5 nM（无GNPs时: 25 nM）
效应效果
在稳定性方面，HS(CH2)11PEO6COOH修饰GNPs可耐受2 M NaCl，且巯基烷烃浓度降至0.10 mM时仍保持2 M NaCl稳定。DNA功能化GNPs在高盐杂交缓冲液中保持稳定，杂交特异性信号>240 RU，非特异结合仅3.1–4.2%；最高巯基烷烃浓度（4.5 μM）样品非特异结合最低。夹心法检测50-nct的灵敏度较无GNPs直接检测提高约10倍，LOD由25 nM降至2.5 nM。作者通过两次独立实验评估重现性，但未报告RSD、实际样品回收率或与ELISA/qPCR等方法的对比。其应用价值在于高盐杂交条件下稳定、低背景、可用于DNA生物传感器。
传感器的构成
- 换能器基底：金SPR传感器芯片（gold sensor chip），提供表面等离子共振换能表面
- 表面识别层：硫醇化DNA探针（25-nct-3或25-nct-c-6/25-nct-6），通过巯基化学吸附固定于金表面并捕获目标ssDNA
- 封闭层：1-巯基己醇（SH(CH2)6OH），填充非结合位点形成混合单分子层，降低非特异结合
- 纳米颗粒核心：金纳米颗粒（Au GNPs，约16 nm），作为信号标记载体
- 纳米颗粒修饰层：巯基烷烃8（HS(CH2)11PEO6COOH）自组装单分子层，提供高盐胶体稳定性
- 纳米颗粒识别元件：硫醇化ssDNA探针（25-nct-11），与目标50-nct互补结合形成夹心结构
- 信号读出：SPR仪器（Biacore 2000）监测共振单位（RU）变化
中文摘要
金纳米颗粒（GNPs）在生物检测中的应用常受其胶体稳定性限制。本研究系统考察了不同巯基烷烃修饰GNPs的稳定性，评价了烷烃链长（5–11个亚甲基）、功能端基（–OH或–COOH）以及聚乙二醇（PEO）单元数量（0、3或6）对颗粒稳定的影响。结果显示，最优巯基烷烃HS(CH2)11PEO6COOH可将GNPs的胶体稳定性提高至2 M NaCl。进一步证明，该巯基烷烃能有效增强DNA功能化GNPs在高电解质杂交缓冲液中的稳定性。作者利用表面等离子共振（SPR）生物传感器，通过夹心法验证了这些DNA功能化GNPs对互补ssDNA的特异性识别能力。该纳米颗粒在杂交过程中的优异稳定性有望推动高盐环境下生物传感器技术的发展。
英文摘要
The use of gold nanoparticles (GNPs) in bioassays is often hampered by their colloidal stability. In this study, gold nanoparticles coated with different mercapto alkanes were investigated towards their stability. Hereto, the effects of the alkane chain length (5-11 methylene groups), the type of functional end-group (-OH or -COOH) and the amount of incorporated poly-ethylene oxide units (none, 3 or 6) on the GNP stabilization was evaluated. Based on these results, an optimal mercapto alkane (HS(CH(2))(11)PEO(6)COOH) was selected to increase the colloidal stability up to 2 M NaCl. Furthermore, it was proved that this mercapto alkane is ideally suited to enhance the stability of DNA functionalized GNPs in high electrolytic hybridization buffers. The effectiveness of these DNA functionalized GNPs was demonstrated in a sandwich assay using a surface plasmon resonance biosensor. The superior stability of these nanoparticles during hybridization may lead to enhanced biosensor technologies.