组成图示
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传感器类型
比色生物传感器
检测对象
唾液α-淀粉酶（salivary alpha-amylase, sAA）；样品基质：全唾液（whole saliva）
检测原理
该传感器以唾液中的α-淀粉酶（sAA）本身作为识别/催化元件，不依赖抗体或适配体。收集垫吸收约25 μl全唾液后，通过杠杆将唾液转移到浸渍显色底物Gal-G2-CNP的试剂纸上。sAA催化无色底物Gal-G2-CNP水解，生成黄色产物CNP，反应约10 s。CNP生成量与sAA酶活性成正比，因此颜色强度随sAA浓度升高而增强。手持读数器在430 nm测量反应纸的反射光度，将光学信号转换为数字信号；内置温度传感器（分辨率±0.5°C）和pH校正方程将读数校正至37°C标准条件，微处理器（MPU）计算并显示sAA活性。该过程利用酶促显色实现化学放大，一个酶分子可连续催化多个底物分子，无需额外信号标记或核酸扩增。
检测灵敏度
线性范围: 10—230 U/ml；动态范围: 5—450 U/ml；R^2 = 0.989；斜率: 1.09
效应效果
与Olympus AU400自动临床分析仪相比，传感器在10–230 U/ml线性范围内总体相关R2=0.98（摘要报告0.989），回归斜率1.09，略高估sAA；5台设备斜率0.98–1.20，设备间差异显著（p<0.0001），但ICC显示94.5%变异来自受试者，3.0%来自设备，2.5%为随机误差。精密度CV平均8.1%（4.9–13.3%）和8.4%（5.5–11.4%），低于9%，而Olympus为1.1%（0.4–1.9%）；5台机器间CV平均13.8%（5.3–21.0%）。6周重复测量无系统漂移，平均漂移为0.0%、3.1%、0.5%、-5.7%、-3.5%。采样约10 s、报告约30 s、样品<25 μl，适合现场应激监测。
传感器的构成
- 采样层：一次性收集垫（collector pad，10 mm × 10 mm × 0.23 mm），置于舌下约10 s吸收约25 μl唾液并控制样本体积。
- 试剂层：试剂纸（reagent paper，4 mm × 4 mm × 0.25 mm），浸渍显色底物Gal-G2-CNP（Toyobo Co., Ltd.），作为sAA酶促显色反应载体。
- 识别/催化元件：唾液α-淀粉酶（sAA），来自唾液样品，催化Gal-G2-CNP水解生成黄色CNP。
- 信号标记物：显色底物Gal-G2-CNP（无色）及其产物CNP（黄色），在430 nm产生可测反射光信号。
- 换能/读数装置：手持读数器（hand-held reader），含430 nm反射光度检测模块、微型温度传感器（thermosensor，Maxim Integrated Products，分辨率±0.5°C）和微处理器（MPU）。
- 校正与显示模块：MPU内置pH校正方程（R2=0.96）和温度校正方程（R2=0.99），将测量值转换为37°C sAA活性并数字显示。
中文摘要
唾液α-淀粉酶（sAA）是评估交感神经系统活动和心理应激的非侵入性生物标志物，但其应用受限于传统集中实验室检测流程耗时、成本高且时间分辨率不足。本文报道一种便携式、比色型唾液α-淀粉酶生物传感器的开发验证与可用性测试。该系统由一次性试纸条和手持读数器组成：试纸条前端收集垫可在舌下约10 s吸收约25 μl唾液，试剂纸浸渍显色底物Gal-G2-CNP；唾液中的sAA催化底物生成黄色CNP，读数器在430 nm进行反射光度检测，并由微处理器完成pH和温度校正后数字显示。使用20名健康男性受试者唾液进行方法学验证，结果显示在10–230 U/ml线性范围内，传感器准确度（R2=0.989）、精密度（CV<9%）和重复性接近实验室自动临床分析仪。采样至报告周期小于1 min，有望将sAA检测从集中实验室推向现场即时检测，支持未来应激生物标志物资格研究。
英文摘要
The translation of salivary alpha-amylase (sAA) to the ambulatory assessment of stress hinges on the development of technologies capable of speedy and accurate reporting of sAA levels. Here, we describe the developmental validation and usability testing of a point-of-care, colorimetric, sAA biosensor. A disposable test strip allows for streamlined sample collection and a corresponding hand-held reader with integrated analytic capabilities permits rapid analysis and reporting of sAA levels. Bioanalytical validation utilizing saliva samples from 20 normal subjects indicates that, within the biosensor's linear range (10-230 U/ml), its accuracy (R(2)=0.989), precision (CV<9%), and measurement repeatability (range -3.1% to +3.1%) approach more elaborate laboratory-based, clinical analyzers. The truncated sampling-reporting cycle (<1 min) and the excellent performance characteristics of the biosensor has the potential to take sAA analysis out of the realm of dedicated, centralized laboratories and facilitate future sAA biomarker qualification studies.