组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
其他（可再生电化学-荧光微阵列生物传感器）
检测对象
凝集素（Concanavalin A, ConA；Peanut Agglutinin, PNA）、表面单糖配体（Gal/Glc/Man-ONH2）；样品基质：水溶液/微阵列表面
检测原理
该微阵列以金表面H2Q/EG4SH混合SAM为基础，H2Q经电化学氧化为醌（Q）后，与含肟胺基团的单糖发生化学选择性肟键反应，形成表面固定的碳水化合物识别层。固定过程使醌氧化还原峰由约-24/630 mV位移至约283/610 mV，循环伏安法（CV）据此监测配体结合量、反应进程和释放再生。当荧光标记凝集素（ConA或PNA）加入时，其特异性识别葡萄糖或半乳糖配体，结合事件在微点位置产生荧光信号，经荧光显微镜成像读出。荧光强度与分布反映凝集素结合位置与相对量，CV峰位移和强度反映配体密度。EG4SH回填层抑制非特异性黏附，提高背景选择性。该平台未采用酶催化或核酸扩增等信号放大，主要依赖化学选择性固定、电化学氧化还原换能和荧光标记直接读出。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或R^2。
效应效果
作者构建了24×24、点径约100 μm的H2Q/EG4SH SAM微阵列，H2Q/EG4SH比例为1:10，浓度1 mM（EtOH）。Glc-ONH2和Gal-ONH2以90 mM（MeOH）随机固定，荧光标记ConA和PNA（各1 mg/mL，H2O，2 h）结合后，荧光显微镜显示颜色分离、重叠很少，表明凝集素对相应糖配体具有选择性；无糖对照仅见微弱荧光。CV证实固定后氧化还原峰位移，接触角由64.1±1°降至33.3±1°，XPS在398 eV出现N 1s峰，确认肟键形成。平台完成三轮固定-结合-释放-再生循环，显示可重复使用。原文未报告RSD、回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的定量对比。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：裸金基底（bare gold substrate），承载自组装单分子层并用于循环伏安法（CV）电化学读出。
- 自组装单分子层（SAM）：氢醌终止烷硫醇（H2Q）与四乙二醇终止烷硫醇（EG4SH）混合SAM，H2Q提供电活性氧化还原位点，EG4SH提供抗非特异黏附背景。
- 氧化反应层：H2Q电化学氧化生成的醌终止基团（Q），作为与肟胺配体反应的化学选择性位点。
- 识别元件：含肟胺基团的单糖配体（Gal-ONH2、Glc-ONH2、Man-ONH2），通过肟键（oxime）共价固定，作为碳水化合物识别信号。
- 封闭/抗污层：EG4SH回填层（EG4SH backfill），覆盖未图案化区域，降低凝集素非特异性吸附。
- 信号标记物：荧光标记凝集素（fluorescently conjugated ConA、PNA），特异性结合葡萄糖/半乳糖并产生荧光信号。
- 再生介质：PBS（pH 7）还原条件，用于电化学释放糖和凝集素并再生H2Q终止SAM。
- 信号读出：循环伏安法（CV）与荧光显微镜（fluorescence microscopy），分别定量配体密度和观察凝集素结合。
中文摘要
本文报道了一种可再生、化学选择性和定量的配体密度微阵列技术，用于研究生物特异性相互作用。作者以裸金为基底，通过自动化微阵列技术将不同比例的氢醌终止烷硫醇（H2Q）与四乙二醇终止烷硫醇（EG4SH）自组装成单分子层（SAM）微点，并用EG4SH回填以抑制非特异性黏附。H2Q经电化学氧化为醌（Q）后，可与含肟胺基团的单糖（半乳糖、葡萄糖、甘露糖肟胺）发生化学选择性肟键连接，从而在表面固定碳水化合物配体。循环伏安法（CV）可实时监测氧化还原峰位移，定量SAM与配体密度，并跟踪反应进程。在还原性PBS条件下施加恒电位可释放糖和凝集素，再生原始H2Q/EG4SH微阵列。荧光标记的刀豆蛋白A（ConA）和花生凝集素（PNA）与相应糖配体特异性结合，经荧光显微镜成像验证了配体-受体识别。该平台可重复使用，适用于生物传感器和生物特异性细胞检测。
英文摘要
Novel renewable microarray technology has been developed to immobilize and release carbohydrates and proteins from self-assembled monolayers (SAMs) of electroactive quinone-terminated alkanethiolates on gold surfaces. This method may be applied to a variety of research fields for use in biosensor technology and the generation of renewable and tailored microarrays for biospecific cell-based assays.