组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
轮状病毒（rotavirus）；样品基质为病毒溶液（病原培养物/病毒悬液）
检测原理
GO 片层沉积在氨基修饰玻璃上，其 sp2 碳域中的电子-空穴对复合产生光致发光。轮状病毒抗体经 EDC/sulfo-NHS 介导的酰胺化反应固定在 GO 表面，目标轮状病毒通过抗原-抗体作用被捕获。随后，Ab-DNA-AuNP 复合物与捕获的病毒结合，其中 100-mer 单链 DNA 作为间隔臂，使 15 nm AuNP 靠近 GO 表面。AuNP 作为猝灭剂，通过 GO 与 AuNP 之间的荧光共振能量转移（FRET）接收 GO 的激发能，导致 GO 荧光猝灭。病毒浓度越高，捕获并标记的病毒越多，靠近 GO 的 AuNP 数量越多，猝灭效率越高，荧光强度降低越明显。实验以 532 nm 激发 GO，用 PMT 检测荧光强度，以猝灭效率变化反映病毒浓度；当猝灭效率超过 70% 时判定为阳性。
检测灵敏度
LOD: 10^5 pfu/mL；浓度测试范围: 10^3–10^5 pfu/mL；猝灭效率: 0.26 (10^3 pfu/mL)、0.44 (10^4 pfu/mL)、0.76 (10^5 pfu/mL)；最高猝灭效率: 85%
效应效果
该传感器对轮状病毒选择性良好：10^5 pfu/mL 下，脊髓灰质炎病毒和天花病毒未引起明显 GO 荧光猝灭，荧光与阴性对照相近；轮状病毒猝灭增强超过 15 倍。带负电 GO 表面和固定抗体可减少 Ab-DNA-AuNP 非特异结合。猝灭效率随 AuNP 数量增加而提高，Ab/AuNP 摩尔比 150:1、150:10、150:30 时分别为 41%、61%、76%。AFM 显示 GO 高度约 1.1 nm，抗体修饰后约 11.9 nm，捕获病毒后约 81 nm，结合 Ab-DNA-AuNP 后约 142 nm 和 103.7 nm，证实病毒捕获及 AuNP 靠近 GO。检出限为 10^5 pfu/mL，与常规 ELISA 相当。未报告 RSD、稳定性和实际样品回收率。作者认为可扩展为 GO 微阵列用于多病原分析。
传感器的构成
- 基底/换能器：氨基修饰玻璃片（amino-modified glass slides），提供正电荷表面，通过静电作用固定 GO
- 纳米材料修饰层：氧化石墨烯（GO）片层，由改进 Hummers 法合成，提供光致发光信号和表面官能团
- 活化层：EDC 与 sulfo-NHS，活化 GO 羧基以共价固定抗体
- 识别元件：轮状病毒单克隆抗体（rotavirus monoclonal antibodies），通过酰胺化固定在 GO 上，特异性捕获目标病毒
- 信号标记/放大元件：抗体-DNA-金纳米粒子复合物（Ab-DNA-AuNP），100-mer 单链 DNA 作为间隔臂，15 nm 金纳米粒子（AuNP）作为猝灭剂
- 抗非特异结合：带负电 GO 表面与固定抗体，减少 Ab-DNA-AuNP 非特异结合
- 读出层：GenePix 4000 A 荧光扫描仪，532 nm 激发、PMT 800 V，检测 GO 荧光强度变化
中文摘要
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的免疫生物传感器，用于高灵敏、高选择性和快速病原检测，并以轮状病毒（rotavirus）作为病原模型。GO 由改进 Hummers 法合成，沉积于氨基修饰玻璃表面，其 sp2 碳域中电子-空穴对复合产生光致发光。轮状病毒抗体经 EDC/sulfo-NHS 介导的酰胺化反应固定在 GO 表面，目标病毒通过抗原-抗体作用被捕获。抗体-DNA-金纳米粒子（Ab-DNA-AuNP）复合物与捕获病毒结合，其中 100-mer 单链 DNA 作为间隔臂使 15 nm 金纳米粒子靠近 GO，通过 GO 与 AuNP 间的荧光共振能量转移（FRET）猝灭 GO 荧光。AFM 证实病毒捕获及 AuNP 接近 GO。不同 AuNP 负载量下猝灭效率分别为 41%、61% 和 76%。在 10^3–10^5 pfu/mL 范围内，猝灭效率随病毒浓度增加而升高，10^5 pfu/mL 时猝灭效率为 76%，最高可达 85%，据此确定检出限为 10^5 pfu/mL，与常规 ELISA 相当。该传感器对脊髓灰质炎病毒和天花病毒无明显猝灭，对轮状病毒猝灭增强超过 15 倍，显示良好特异性，并可扩展为 GO 微阵列用于多病原分析。
英文摘要
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