组成图示
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传感器类型
其他（成像椭偏生物传感器）
检测对象
糖抗原19-9（CA19-9，carbohydrate antigen 19-9）；样品基质：血清（serum）
检测原理
硅片经APTES和琥珀酸酐修饰形成羧基表面，抗CA19-9单克隆抗体经EDC/NHS活化羧基后共价固定，BSA封闭非特异位点。样品中CA19-9与固定抗体特异性结合，形成抗原-抗体复合物，使传感层厚度增加。成像椭偏仪以632.8 nm光以75°入射，检测反射偏振态变化；在折射率不变时，CCD灰度值与薄膜厚度及表面浓度成正比。CA19-9浓度越高，结合量越大，灰度值越高。通过标准曲线将灰度值换算为浓度。方法无标记、一步法，无酶催化或核酸放大。
检测灵敏度
LOD: 10.0 U/mL (S/N = 3)；线性范围: 15.0–120.0 U/mL；回归方程: y = 29.5 + 51.1 log x；R^2 = 0.98
效应效果
方法具有良好重现性，片内CV%为9.9、5.9、5.4%，片间CV%为9.6、7.6、5.3%（对应31.9、57.4、99.2 U/mL）。加标回收率为95.1–106.7%，准确性可接受。特异性方面，与AFP（100.0 ng/mL）、CEA（32.0 ng/mL）、CA242（100.0 U/mL）及其混合物的交叉反应率均低于5.8%。25份胃癌患者血清样本与ECLIA结果高度相关，R=0.997（p<0.05）。相比ECLIA，BIE为无标记、一步法，样品量仅30 μL，反应时间约30 min，可微流控阵列并行检测，作者认为具有临床应用潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器：硅片（silicon wafer），经piranha处理形成-OH，作为成像椭偏仪光学基底和传感表面。
- 氨基硅烷修饰层：3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）共价接枝，形成-O-Si-(CH2)3-NH2致密氨基层。
- 羧基功能化层：琥珀酸酐（succinic anhydride）与氨基反应生成-(CH2)3NH-CO(CH2)2-COOH，提供羧基用于抗体偶联。
- 识别元件：抗人CA19-9单克隆抗体（anti-CA19-9 monoclonal antibody）经EDC/NHS活化羧基后共价固定，捕获CA19-9。
- 封闭层：牛血清白蛋白（BSA，1 mg/mL）封闭非特异结合位点，形成传感层。
- 微流控阵列系统：聚二甲基硅氧烷（PDMS）多单元阵列、微通道和微泵，用于配体固定、表面图案化、样品输送和抗原捕获。
- 光学读出系统：成像椭偏仪（IE），氙灯、偏振器、补偿器、分析器、CCD相机，读取灰度值反映膜厚/表面浓度。
中文摘要
癌症标志物可为癌症发生或进展提供更多信息，快速简便检测对临床诊断和管理很重要。本研究报道了一种基于成像椭偏仪（imaging ellipsometry, IE）生物传感器（BIE）的一步法糖抗原19-9（CA19-9）免疫分析方法，并评价其分析性能。抗CA19-9单克隆抗体作为识别配体共价固定于羧基修饰硅基底，同时筛选固定浓度；随后用牛血清白蛋白（BSA）封闭形成传感层。检测线性范围为15.0–120.0 U/mL，最低检出限为10.0 U/mL（S/N=3）。片内和片间重现性以变异系数（CV%）表示，对31.9、57.4和99.2 U/mL CA19-9分别为9.9、5.9、5.4%和9.6、7.6、5.3%。加标回收率95.1–106.7%。以甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）和糖抗原242（CA242）评价特异性，交叉反应率均低于5.8%。BIE用于25份临床样本，结果与电化学发光免疫分析（ECLIA）高度相关（R2=0.997）。该免疫分析具有临床应用潜力。
英文摘要
Cancer markers can offer much more information for developing or developed cancers. Simple and short-time assay of cancer biomarker is essential for clinic diagnosis and management. In this study, a one-step immunoassay for carbohydrate antigen 19-9 (CA19-9) by biosensor based on imaging ellipsometry (BIE) is described and its analysis performances are evaluated. Anti-CA19-9 monoclonal antibody as ligand covalently immobilized on carboxyl-modified silicon substrate and its immobilization concentration concurrently screened. Then, bovine serum albumin (BSA) is used to block for acquisition of sensing layer. The detection linear range is from 15.0 to 120.0 U/mL with a minimum limit of 10.0 U/mL (S/N=3). The intra-slide and inter-slide reproducibility, expressed as coefficient variation (CV%), are 9.9, 5.9, 5.4% and 9.6, 7.6, 5.3% for 31.9, 57.4, and 99.2 U/mL of CA19-9, respectively. Accuracy determined by spiked-recovery is among 95.1-106.7%. Specificity expressed as cross-reaction rate are all below 5.8% evaluated by three analogous biomarkers alpha-fetoprotein (AFP), carcinoembryonic antigen (CEA), and carbohydrate antigen 242 (CA242). Application of BIE to 25 clinic samples demonstrated that the results are in high correlate with electrochemiluminescent immunoassay (ECLIA, R2=0.997). The proposed immunoassay has the potential for clinic application.