组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
白介素6（IL6）、白介素8（IL8）、白介素10（IL10）、肿瘤坏死因子α（TNFα）、血管内皮生长因子A（VEGF-A）、S100B蛋白（S100B）；样品基质：10%人血清（CRP-free serum）
检测原理
芯片表面通过聚电解质多层膜固定捕获抗体或蛋白G，目标蛋白从10%人血清中结合到捕获位点，随后生物素化检测抗体与目标蛋白结合，Cy5标记链霉亲和素结合生物素，形成荧光夹心复合物。金基底作为反射镜，PEM作为透明间隔层，使荧光团与金表面距离约为75 nm；入射光与发射光同金反射光发生干涉，在7个[XA/CS]双层处产生建设性干涉，实现金属增强荧光，提高荧光量子产率并缩短激发寿命。目标蛋白浓度越高，结合的Cy5荧光团越多，背景校正后的荧光强度越大。Genepix 4000B在635 nm激发、670 nm发射下扫描，通过标准曲线定量。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围和R^2；工作范围（ED10–ED90）: 5–1201 pg/mL；ED50: 166 pg/mL；斜率: 0.83；动态范围: 141（IL10, [XA/CS]7）
效应效果
在10%人血清中，金[XA/CS]7芯片对IL6、IL8、IL10、TNFα、VEGF-A和S100B的夹心免疫检测优于商业环氧、聚赖氨酸和反射片：荧光信号最高约6倍，信噪比最高11倍；工作范围向低浓度左移，低限降低3–38倍，ED50降低3–23倍；相对反射片左移1.4–3倍。[XA/CS]7用于IL10时平均CV为5%，斑点均匀，无彗星或甜甜圈形态；交联PEM厚度变化小于20%，未交联约700%，芯片处理过程中稳定。未报告实际样品加标回收率及与ELISA、HPLC或qPCR的对比。作者认为该生物相容金属增强基底适用于多种生物传感器应用。
传感器的构成
- 基底/换能器：反射金片（gold slides），提供金属增强荧光的反射表面
- 聚电解质多层膜：黄原胶（xanthan, XA）与壳聚糖（chitosan, CS）交替吸附形成7个双层（[XA/CS]7，约74 nm），作为蛋白固定水凝胶间隔层
- 交联稳定层：EDC/NHS 交联 XA 羧基与 CS 氨基，提高膜稳定性与厚度均一性
- 识别元件：抗IL6、抗IL10、抗IL8、抗TNFα、抗VEGF-A、抗S100B单克隆抗体及蛋白G（protein G），点样固定用于捕获目标蛋白
- 封闭剂：1×PBS/1% BSA/0.1% Tween-20，封闭非特异结合位点
- 信号标记物：生物素化检测抗体（biotinylated anti-IL6/IL10/IL8/TNFα/VEGF-A/S100B）与Cy5标记链霉亲和素（Cy5-streptavidin），形成夹心并产生荧光
- 样品基质：10%人血清（CRP-free serum）或抗原标准品，提供被测蛋白
- 信号读出：Genepix 4000B荧光扫描仪（λex=635 nm，λem=670 nm），背景校正荧光强度
中文摘要
疾病诊断用蛋白微阵列需要在低 pg/mL 水平准确定量分析物，但弱信号和检测器灵敏度不足限制了该任务。本文报道了涂覆聚电解质多层膜（PEM）的反射金芯片，用于增强黑色素瘤相关生物标志物免疫检测中的荧光信号。在测试的（半）天然多糖（黄原胶、壳聚糖、羧甲基纤维素、透明质酸）中，黄原胶/壳聚糖 PEM 在低分析物浓度检测（ED10）、斑点形态、荧光背景和变异（<10%）方面表现最佳。具有75 nm涂层、由七层交联聚电解质双层膜构成的金片，其荧光信号比裸玻璃片高至50倍。与商业基底相比，信噪比提高至11倍。此外，针对白介素6、白介素8、白介素10、肿瘤坏死因子α（TNFα）、血管内皮生长因子A（VEGF-A）和S100B的夹心免疫检测显示，其工作范围可覆盖显著更低的浓度，最高达38倍。上述基底将生物相容界面与金属信号放大相结合，是多种生物传感器应用中的有价值工具。
英文摘要
Protein microarrays for disease diagnostics are required to accurately quantify analytes in the low pg/mL range. This task is hampered by weak signal strengths and too low detector sensitivity. Herein we present reflective gold chips coated with polyelectrolyte multilayers (PEMs) for signal enhancement in immunoassays for melanoma-relevant biomarkers. Among tested (semi)natural polysaccharides (xanthan, chitosan, carboxymethylcellulose, hyaluronic acid) PEMs composed of xanthan and chitosan performed best in terms of detection of low analyte concentrations (ED10), spot morphology, fluorescence background and variability (<10%). Fluorescence signals on gold slides with a 75 nm coating of seven crosslinked polyelectrolyte double layers were up to 50 times higher than on bare glass slides. In comparison to commercial substrates the signal to noise ratio is enhanced by up to factor 11. Furthermore sandwich assays for interleukins 6, 8, 10, tumour necrosis factor alpha (TNFα), vascular endothelial growth factor A (VEGF-A) and S100B show working ranges which cover significantly lower concentrations (up to 38-fold). Not limited to above assays the presented substrates, which combine a biocompatible interface with metal-based signal amplification, are a valuable tool in a variety of biosensor applications.