组成图示
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传感器类型
微流控生物传感器
检测对象
土霉素（oxytetracycline, OTC）；样品基质：PBS磷酸盐缓冲液（系列稀释液）
检测原理
OTC与固定在920 nm高羧基化PS微球表面的ssDNA适配体特异性结合。由于适配体尺寸小且可形成桥接，多个微球通过OTC-适配体相互作用发生凝集，形成更大聚集体。聚集体尺寸和粒径分布变化改变其对380 nm入射光的Mie散射特性，使45°前向静态光散射强度增加。近接光纤在固定角度和0.5 mm距离采集散射光，便携式光谱仪实时输出光子计数。低浓度范围内凝集程度随OTC浓度升高而增强，信号上升；浓度过高时过量OTC钝化适配体结合位点，桥接分子减少，且聚集体多分散性增强导致散射减弱，信号回落。
检测灵敏度
LOD: 100 ppb；线性范围: 100–10^4 ppb；R^2 = 0.9998；线性关系: 1/ln(ΔPC)=0.0019x+0.1
效应效果
该传感器对OTC表现出良好选择性：以1000 ppb庆大霉素、青霉素G、恩诺沙星和磺胺甲噁唑混合物为阴性对照时，45°前向光散射无明显变化；纯PS微球对照平均光强为280000±43 a.u.，适配体偶联微球阴性对照约300000±109 a.u.，OTC样品与阴性对照差异显著（p<0.05）。系统检测限约100 ppb，动态范围100–10^4 ppb，R^2=0.9998，检测时间小于3 min，且无需荧光标记或细胞培养等样品前处理。作者认为该微流控适配体凝集光散射平台可简便、快速、高灵敏地检测抗生素残留，但信噪比和更宽线性范围仍需改进。
传感器的构成
- 微流控基底：PDMS Y形微流控通道（200 μm×100 μm）与四个气泡陷阱，承载样品流动和观察腔
- 光散射换能模块：380 nm UV LED、多模光纤（芯径600 μm/包层30 μm）和便携式光谱仪，提供入射光并采集45°前向散射
- 传感颗粒载体：高羧基化聚苯乙烯（PS）乳胶微球（920 nm，0.04% v/w），作为凝集颗粒和光散射单元
- 识别元件：OTC结合单链DNA适配体（ssDNA aptamer，76-mer，3'氨基修饰），共价偶联于PS微球表面并特异性结合OTC
- 样品基质：PBS磷酸盐缓冲液中的OTC系列稀释液（1–10^5 ppb），提供反应环境
- 信号读出：45°前向光散射强度（photon count, a.u.），随凝集颗粒尺寸增大而升高
中文摘要
本文报道一种基于适配体的生物传感器（aptasensor），用于在Y形通道PDMS微流控装置内快速、高灵敏检测磷酸盐缓冲液中的土霉素（OTC）抗生素。该传感器以高羧基化聚苯乙烯乳胶微球为载体制成，微球直径920 nm，表面通过共价偶联固定可结合OTC的单链DNA适配体。检测时，将适配体偶联微球与系列稀释的OTC样品在微流控观察腔中混合，利用近接光纤实时监测凝集反应引起的前向光散射强度变化。光源与检测光纤分别固定于观察腔下方和上方，检测光纤与入射光成45°，并保持稳定角度和距离，以测量聚集颗粒45°前向光散射的增加。实验结果表明，该适配体凝集光散射检测系统对OTC具有良好特异性，检测限约为100 ppb，检测时间小于3 min，可为食品动物源抗生素残留的快速筛查提供简便、灵敏的微流控传感平台。
英文摘要
We present an aptamer-based biosensor (aptasensor) for rapid and high-sensitive detection of oxytetracycline (OTC) antibiotic in PBS inside a Y-channel PDMS microfluidic device. The detection was made by real-time monitoring of the agglutination assay of ssDNA aptamer-conjugated polystyrene latex microspheres with proximity optical fibers. The agglutination assay was performed with serially diluted OTC antibiotic solutions using highly carboxylated polystyrene particles of 920 nm diameter conjugated with OTC-binding ssDNA aptamer. Proximity optical fibers were used to measure the increase in 45° forward light scattering of the aggregated particles by fixing them around the viewing cell of the device with stable angle and distance to the detector. The detection limit was around 100 ppb for the current aptasensor system with the detection time less than 3 min.