组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
鸡IgG（chicken IgG/IgY，模型靶标），PBSCD缓冲液（PBS/0.1% casein/0.05% deoxycholic acid）
检测原理
铁氧化物MNP经二氧化硅包覆和羧基硅烷修饰后，用EDC将Alexa647标记鸡IgG偶联到颗粒表面，形成兼具磁响应和荧光标记的MNP。磁分离从大体积PBSCD中富集MNP-鸡IgG，再重悬于小体积缓冲液，引入PDMS流控室。MNP表面的鸡IgG与玻片上图案化的Bt-Rb-anti-chick IgG特异性结合，使Alexa647进入玻片波导倏逝场。635 nm激光激发后，表面结合荧光被CCD成像，信号随捕获MNP数量增加而增强。磁预浓缩可提高局部浓度，但磁提取可能引起MNP聚集，降低流动剪切下的结合；PEG共修饰可减轻聚集。
检测灵敏度
原文未报告具体 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
阴性对照（山羊抗小鼠IgG）无信号，显示抗体识别特异性；信号随MNP浓度增加。微米磁珠在流动下信号低，纳米MNP可在流动下结合，但聚集导致斑点信号和重现性差。磁提取15 min最佳，5倍浓缩后UV-Vis吸光度Conc/Ref约3.0，表面荧光仅1.2；超声5 min可提升约2倍。PEG A（5000 Da）1:5共修饰使表面荧光Conc/Ref达1.5，接近隔夜恢复（1.6）且更快。作者认为MNP兼具预浓缩与荧光示踪，可减少步骤、缩短时间并有望提高NRL阵列生物传感器LOD。
传感器的构成
- 基底/波导：硼硅酸盐玻璃载玻片（borosilicate glass slide），作为平面波导承载全内反射荧光检测。
- 表面活化层：3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MTS）与N-(γ-马来酰亚胺丁氧基)琥珀酰亚胺酯（GMBS），用于官能化玻璃并共价固定NeutrAvidin。
- 亲和固定层：NeutrAvidin，通过生物素-亲和素作用固定生物素化捕获抗体。
- 捕获识别层：生物素化兔抗鸡IgG（Bt-Rb-anti-chick IgG），图案化于PDMS通道，特异性捕获鸡IgG标记的MNP；山羊抗小鼠IgG作阴性对照。
- 封闭/抗非特异层：1% casein封闭及PBSCD（PBS/0.1% casein/0.05% deoxycholic acid）运行缓冲液，降低非特异吸附。
- 磁性纳米颗粒：铁氧化物MNP核，二氧化硅（silica, TEOS）包覆，羧基硅烷（carboxyl-silane）修饰，用于磁分离预浓缩和表面负电荷稳定。
- 识别/荧光示踪层：AlexaFluor647标记鸡IgG（Alexa647-chick IgG）经EDC偶联至MNP，作为模型靶标与荧光示踪剂；可共修饰amine-PEG（PEG A/PEG B）减少聚集。
- 流控与读出：PDMS流控室、ISMATEC泵、635 nm激光、GRIN透镜阵列和Peltier冷却CCD，用于流动免疫分析与荧光成像。
中文摘要
基于抗体识别的生物传感器在临床、环境、国土安全和食品监测中具有广泛应用。为提高美国海军研究实验室（NRL）阵列生物传感器的检出限，作者设计并测试了磁性纳米颗粒（MNP），并将其用于基于荧光的阵列生物传感器。MNP表面包被荧光标记蛋白AlexaFluor647-鸡IgG（Alexa647-chick IgG）。抗体标记的MNP（Alexa647-chick-MNP）通过磁分离预浓缩靶标，并作为示踪剂，与修饰有抗鸡IgG捕获抗体的玻片表面结合。研究对MNP组成、表面修饰、靶标预浓缩条件以及磁提取对MNP与阵列表面结合的影响进行了系统优化。结果表明，荧光蛋白标记MNP在靶标预浓缩和流动条件下免疫分析中的信号增强方面具有重要作用，可为提高阵列生物传感器灵敏度提供策略。
英文摘要
Biosensors based on antibody recognition have a wide range of monitoring applications that apply to clinical, environmental, homeland security, and food problems. In an effort to improve the limit of detection of the Naval Research Laboratory (NRL) Array Biosensor, magnetic nanoparticles (MNPs) were designed and tested using a fluorescence-based array biosensor. The MNPs were coated with the fluorescently labeled protein, AlexaFluor647-chicken IgG (Alexa647-chick IgG). Antibody-labeled MNPs (Alexa647-chick-MNPs) were used to preconcentrate the target via magnetic separation and as the tracer to demonstrate binding to slides modified with anti-chicken IgG as a capture agent. A full optimization study of the antibody-modified MNPs and their use in the biosensor was performed. This investigation looked at the Alexa647-chick-MNP composition, MNP surface modifications, target preconcentration conditions, and the effect that magnetic extraction has on the Alexa647-chick-MNP binding with the array surface. The results demonstrate the impact of magnetic extraction using the MNPs labeled with fluorescent proteins both for target preconcentration and for subsequent integration into immunoassays performed under flow conditions for enhanced signal generation.