Small biomolecular scaffolds for improved biosensor performance.

综述或非传感器论文

前列腺特异性抗原(PSA)、蓖麻毒素(ricin)、HIV-1 Vif蛋白、HIV-1 Tat蛋白、霍乱毒素(cholera toxin)、C反应蛋白(CRP)、血清蛋白(serum proteins)；样品基质：血清、临床样品或复杂基质（原文未逐一限定）

小型生物分子支架通过烷硫醇、羧甲基葡聚糖、链霉亲和素-生物素或His标签-Ni2+-NTA等化学/亲和方式定向固定于SPR芯片、QCM金表面或悬臂梁。目标分析物与VHH、适配体、亲和体、抗卡林或DARPin结合后，引起界面质量、折射率或表面形貌变化。SPR将折射率变化转换为响应单位，QCM将质量变化转换为频率偏移，悬臂梁将力变化转换为形变。信号随结合量增加而增强；夹心法中胶体金或第二识别元件可放大信号，噬菌体展示VHH可提高识别密度。

LOD: 1.6 ng/ml（ricin）；LOD: 64 pg/ml（ricin）；LOD: 0.005 ppm（CRP）；LOD: low ng/ml range（PSA，VHH SPR，原文表述）

综述指出小型支架可改善固定化稳定性与取向。VHH在PSA SPR中耐受10 mM glycine-HCl再生，检测限优于完整mAb和scFv；ricin检测达1.6 ng/ml，噬菌体展示VHH降至64 pg/ml。适配体HIV Tat QCM性能与mAb QCM相当，SPR线性范围更宽；CRP适配体SPR LOD为0.005 ppm。亲和体在血清ELISA中表现与多克隆抗体相当，可避免异嗜性干扰。抗卡林热稳定性>70 °C，CTLA-4 KD由80 nM优化至240 pm；DARPin热稳定性>90 °C。作者认为其有望成为下一代生物传感器识别层。

生物传感器通过生物识别元件与换能器的结合，实现病原体和疾病标志物的快速、灵敏检测。表面等离子共振、石英晶体微天平与悬臂梁是常用换能平台，但全抗体固定化常受稳定性、空间位阻和再生次数限制。本文综述小型生物分子支架作为下一代亲和配体的潜力，包括Fab、单链可变片段、单域抗体VHH、适配体、抗卡林、亲和体及设计锚蛋白重复蛋白DARPin。这些支架可通过噬菌体展示、核糖体展示或SELEX在体外筛选，具有尺寸小、稳定性高、可定向固定和表面密度高等优势，有望提升生物传感器与微阵列在临床诊断、食品安全和现场检测中的性能。