组成图示
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传感器类型
其他（适配体微阵列生物传感器）
检测对象
小分子/药物（small molecules/drugs）、肽/激素（peptides/hormones）、蛋白（proteins，如溶菌酶 lysozyme、蓖麻毒素 ricin、IgE、凝血酶 thrombin、HIV Tat）、孢子/全细胞（spores/whole cells）；样品基质：10%血清、血清、细菌细胞裂解液
检测原理
适配体经生物素-链霉亲和素、硅烷共价或金表面自组装固定于微阵列。靶标与适配体结合后，在不同格式中产生不同信号：荧光格式中，捕获的靶标可被反应性荧光素标记，或荧光标记靶标与天然靶标竞争，或适配体-荧光抗体三明治结合，或固定适配体末端荧光素因构象改变而改变发射/各向异性；SPRi格式中，金表面质量/折射率变化改变表面等离子体共振角，反射率实时变化；电化学格式中，靶标捕获增加界面电子转移电阻，或改变电化学标记与电极距离，伏安/安培信号随之变化。纳米颗粒或酶标记三明治可放大阻抗信号。信号强度通常随靶标浓度升高而增强，竞争格式则随浓度升高而降低。
检测灵敏度
LOD: below 10 fM；线性范围: 10–10^7 pg/mL
效应效果
适配体与抗体相比具有相当或更高的亲和力和特异性，体外合成可避免批次差异并支持器件再生。光适配体阵列通过光交联实现严格洗涤，有效去除非特异结合，提高信噪比；17-plex光适配体阵列在10%血清中多种分析物检测限低于10 fM。四种适配体在通用缓冲液中可保持可接受亲和力，覆盖10–10^7 pg/mL七个数量级。荧光各向异性阵列可在血清和细菌细胞裂解液中检测并定量四种蛋白。SPRi与阻抗电化学阵列可实现无标记实时检测，适配体可反复变性/复性再生，适合多靶标蛋白、小分子和细胞传感。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃/硅片（glass/silica slides）或金包被片/金电极（gold-coated slides/gold electrodes），提供适配体固定与SPRi/电化学换能
- 表面活化层：氨基硅烷/巯基硅烷/马来酰亚胺硅烷（amine-silane/thiol-silane/maleimide-silane）或链霉亲和素（streptavidin），用于共价或生物素-亲和素固定适配体
- 识别元件：DNA/RNA适配体（aptamer），可生物素化/氨基/巯基修饰，识别小分子、蛋白、孢子或全细胞靶标
- 封闭剂：乙醇胺（ethanolamine）封闭氨基、巯基乙醇（mercaptoethanol）封闭巯基、Tween/BSA降低非特异吸附
- 信号标记物：荧光素（fluorophore，如Cy3）、荧光标记抗体/靶标、量子点（QDs）或电化学活性标记（如二茂铁羧酸 ferrocene carboxylic acid、金属纳米颗粒/酶标记）
- 氧化还原介质：铁氰化钾/亚铁氰化钾（ferrocyanide/FeCN），用于电化学电子转移监测
- 读出系统：荧光显微镜/共聚焦显微镜、SPRi棱镜-相机系统、电化学工作站（阻抗/伏安/安培）
中文摘要
在不到40年的发展中，适配体已在生物传感器开发中确立重要地位。适配体与核酸探针化学性质相近，可针对大小和组成多样的靶标进行体外筛选，因而成为替代抗体的理想捕获元件。凭借化学结构简单、合成与修饰方便、批次差异小以及可逆变性等特性，适配体已成功整合到多种创新传感方案中。将适配体引入现有微阵列技术后，已报道多种检测策略，包括荧光报告基团的直接荧光检测、荧光各向异性、FRET、表面等离子共振成像（SPRi）以及电化学检测。该章节系统介绍了适配体微阵列的制备、固定、标记、检测与再生方法，为多靶标蛋白、小分子及细胞检测提供了可复用、低标记或无标记的传感平台。
英文摘要
In less than 40 years, aptamers have consolidated their role in biosensor development. Chemically related to nucleic acid probes, production of aptamers against targets of various sizes and compositions places them as ideal capture elements, alternative to more consolidated molecules such as antibodies. Thanks to their chemical simplicity and production, as well as their unique characteristics, aptamers have been successfully integrated in several innovative approaches. The incorporation of aptamers into the existing microarray technologies has lead to the reporting of various detection strategies, including direct fluorescence detection of fluorescent reporters, fluorescence anisotropy, FRET, SPR imaging, and electrochemical detection.