组成图示
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传感器类型
纳米孔生物传感器
检测对象
HT-2毒素（HT-2 toxin，镰刀菌霉菌毒素）；样品基质为PBS/DMF（80/20, v/v）工作缓冲液，非实际食品或生物体液基质。
检测原理
STING传感器以石英纳米吸管尖端形成的纳米孔为传感区，管内壁固定抗HT-2抗体。测量时在管内Ag/AgCl电极与外部Ag/AgCl电极之间施加-400 mV，形成穿过纳米孔的离子电流。HT-2毒素与尖端附近抗体特异性结合后，在纳米孔口形成永久性的离子门控/阻断，改变局部阻抗，使离子电流出现逐步下降。由于纳米孔几何尺寸远小于常规电极表面，单个或少量结合事件即可引起可分辨电流变化，因此无需荧光、酶或电化学标记。电压还可提高目标分子在敏感区的结合概率。毒素浓度越高，可用抗体位点饱和越快，达到饱和所需时间Δt越短；论文以Δt与浓度建立定量关系，实现无标记实时检测。
检测灵敏度
LOD: 100 fg/ml；线性范围: 3 logs；R = 0.997
效应效果
选择性良好：抗HPV16E6对照纳米吸管加HT-2无逐步阻断，非特异吸附可忽略。PLL修饰传感器室温可存2周，抗体功能化传感器4 °C可存2天。重现性受孔径影响，三次独立测量误差如10000 pg/ml时Δt=440±35 s，0.1 pg/ml时1760±320 s。与ELISA相比，STING LOD低3个数量级（100 fg/ml对约100 pg/ml），动态范围5个数量级，超过ELISA的3个数量级；STING线性范围3 logs，ELISA为2 logs。作者认为其全电学读出、低成本、可多路复用，适合超灵敏实时检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：石英毛细管激光拉制石英纳米吸管（quartz nanopipette），尖端孔径37–82 nm（平均56 nm），提供纳米离子通道并作为工作电极。
- 内壁修饰层：聚-L-赖氨酸（PLL）物理吸附于石英内壁，提供氨基反应位点，120 °C 1 h稳定。
- 交联层：磺基SMCC（sulfo-SMCC）与PLL氨基反应，留下马来酰亚胺基团用于连接抗体。
- 识别元件：抗HT-2单克隆抗体（anti-HT-2, clone C6B4）通过硫醚键固定于内壁，特异性识别HT-2毒素。
- 工作缓冲液：PBS/DMF（80/20, v/v）填充纳米吸管，提供离子导电环境并溶解低溶解度毒素。
- 电极/读出：内部Ag/AgCl电极与外部Ag/AgCl电极构成两电极体系，经Axopatch 700B记录离子电流。
中文摘要
离子纳米门控信号转导（STING）技术是一种无标记生物传感器，可识别DNA和蛋白质。该传感器基于功能化石英纳米吸管，利用尺寸、形状和电荷密度差异实现分析物区分，并通过纳米吸管尖端处的离子电流变化进行实时检测。STING无需纳米加工设施，石英纳米吸管可在实验台上简便、可重复且低成本地制备和定制，从而降低检测成本与周转时间。本文报道了STING传感器用于镰刀菌霉菌毒素HT-2的超灵敏检测。HT-2分子量低且水溶性差，传统ELISA或SPR方法存在灵敏度、成本或设备复杂性限制。作者将抗HT-2抗体固定于纳米吸管内壁，在施加电压下记录离子电流；HT-2与抗体结合后在尖端形成逐步阻断，引起电流下降。结果显示STING检测限达100 fg/ml，并与传统夹心法进行了比较。
英文摘要
Signal transduction by ion nano-gating (STING) technology is a label-free biosensor capable of identifying DNA and proteins. Based on a functionalized quartz nanopipette, the STING sensor includes specific recognition elements for analyte discrimination based on size, shape and charge density. A key feature of this technology is that it does not require any nanofabrication facility; each nanopipette can be easily, reproducibly, and inexpensively fabricated and tailored at the bench, thus reducing the cost and the turnaround time. Here, we show that STING sensors are capable of the ultrasensitive detection of HT-2 toxin with a detection limit of 100 fg/ml and compare the STING capabilities with respect to conventional sandwich assay techniques.