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
恩诺沙星（enrofloxacin, ERFX）、磺胺吡啶（sulfapyridine, SPY）、氯霉素（chloramphenicol, CAP）；样品基质：全乳/牛奶（whole milk），缓冲液（PBSCa/PBS）
检测原理
该传感器采用无标记竞争免疫SPR格式。SPRCD金表面通过m-SAM共价固定偶联蛋白（10b-BSA、SA2-BSA、CAP1-BSA）作为捕获抗原。样品或标准品先与特异性多克隆抗体（As171、As155、As-antiCAP）混合，游离抗生素与抗体结合，从而竞争性抑制抗体与表面偶联蛋白的结合。结合到表面的抗体质量/折射率变化降低，导致SPR共振波长变化减小；抗生素浓度越高，信号抑制越强。SPRCD光栅将850 nm LED光耦合至表面等离子体并色散，CMOS探测器记录六通道共振波长，经SPRCoDe软件计算，用四参数逻辑方程拟合。方法无酶、无标记、无信号放大，依靠免疫竞争和SPR界面质量变化实现定量。
检测灵敏度
LOD: 缓冲液 ERFX 0.30 ± 0.09 µg L−1、SPY 0.29 ± 0.10 µg L−1、CAP 0.26 ± 0.03 µg L−1；牛奶1/5（表1）ERFX 0.34 ± 0.02 µg L−1、SPY 0.43 ± 0.25 µg L−1、CAP 0.22 ± 0.07 µg L−1；文中牛奶1/5另报 ERFX 1.7 µg L−1、SPY 2.1 µg L−1、CAP 1.1 µg L−1；校准范围: 0–720 µg L−1（1/5系列稀释）；斜率: ERFX -0.82 ± 0.02（缓冲液/牛奶1/5）、SPY -0.95 ± 0.06（缓冲液）/-0.89 ± 0.25（牛奶1/5）、CAP -0.86 ± 0.16（缓冲液）/-0.85 ± 0.10（牛奶1/5）；R^2: 0.994 ± 0.000、0.996 ± 0.002、0.995 ± 0.005、0.995 ± 0.004、0.992 ± 0.006、0.996 ± 0.004
效应效果
选择性良好：其他两种抗生素各100 µg L−1存在时，目标物校准参数无显著变化。重复性CV为FQs 3.2%、SAs 4.1%、CAP 4.4%；重现性CV为FQs 7.1%、SAs 6.2%、CAP 12.4%。全乳无需净化，5倍稀释后直接检测；FQs和SAs牛奶LOD为1.7、2.1 µg L−1，约为MRL 100 µg kg−1的1/50，CAP为1.1 µg L−1，略高于MRPL 0.3 µg kg−1。盲加样牛奶可正确识别MRL附近及超MRL污染。相比Biacore，该装置便携、六通道、免外部电源，单样品约30 min，芯片可再生，适合现场筛查。
传感器的构成
- 基底/换能器：聚碳酸酯基底（polycarbonate substrates）复制SPRCD衍射光栅，用于耦合和色散表面等离子体
- 金属层：5 nm钛粘附层（Ti）和150 nm SPR活性金层（Au），提供SPR响应界面
- 微流控单元：透明盖玻片与100 µm自粘塑料薄膜垫片形成6条300 µm宽流道，连接蠕动泵管路
- 自组装修饰层：混合自组装单分子层（m-SAM），由HS-C11-(EG)4-OH和HS-C11-(EG)6-COOH组成，提供-OH/-COOH并降低非特异吸附
- 共价偶联层：EDC/NHS活化羧基，用于偶联蛋白共价固定
- 识别元件：固定偶联蛋白10b-BSA（FQs）、SA2-BSA（SAs）、CAP1-BSA（CAP），分别占据通道1-2、3-4、5-6
- 封闭剂：1 M乙醇胺（ethanolamine）封闭剩余活性基团
- 竞争识别元件：多克隆抗体As171（FQs）、As155（SAs）、As-antiCAP/As61611（CAP），与样品中抗原竞争结合
- 读出系统：850 nm LED、CMOS位置敏感探测器及SPRCoDe软件，计算六通道共振波长变化
中文摘要
表面等离子共振（SPR）等免疫传感技术可满足食品安全快速筛查需求。本文报道了一种基于金衍射光栅表面等离子体的新型便携式六通道SPR生物传感器，用于牛奶样品中多种抗生素的同时检测。研究选取氟喹诺酮类（FQs）、磺胺类（SAs）和氯霉素（CAP）三个重要抗生素家族的代表性同系物。芯片通过含聚乙二醇（PEG）单元的两种巯基烷基试剂预先形成的混合自组装单分子层（m-SAM），共价生物功能化偶联蛋白。样品或标准品与特异性多克隆抗体混合后注入传感装置。在缓冲液中检测限良好：恩诺沙星0.30 µg/L、磺胺吡啶0.29 µg/L、氯霉素0.26 µg/L；全乳样品仅需用水稀释5倍即可直接分析，无需净化步骤，以消除基质非特异性干扰。尽管稀释使氯霉素相对于最低必需性能限（MRPL）的检测能力略有降低，但氟喹诺酮类和磺胺类的检测限远低于欧盟规定的最大残留限量（MRLs）。
英文摘要
Techniques for immunosensing like surface plasmon resonance (SPR) may respond to the need for rapid screening methods to improve food safety. This paper describes the development of a novel portable six channel SPR biosensor based on the plasmon of gold diffraction grating surface for simultaneous multianalyte antibiotic detection in milk samples. Representative congeners from three important antibiotic families (FQs: fluoroquinolones, SAs: sulfonamides and CAP: phenicols) were chosen for this study. The chips are covalently biofunctionalized with haptenized proteins by means of a previously formed mixed self assembled monolayer (m-SAM) prepared using two types of mercapto alkyl reagents containing polyethyleneglycol (PEG) units. The samples or standards are mixed with specific polyclonal antibodies and injected into the sensor device. The detectability accomplished is very good (i.e. in buffer, enrofloxacin, 0.30 μg L(-1); sulfapyridine, 0.29 μg L(-1); and chloramphenicol, 0.26 μg L(-1)) and whole milk samples can be analyzed directly without clean-up steps, by just diluting the sample five times with water to remove non-specific interferences caused by the matrix. Although the detectability of CAP regarding the MRPL (minimum required performance limit) is slightly compromised by the dilution, the detectability accomplished by FQs and SAs was far below the maximum residue levels (MRLs) established by the European Union.