组成图示
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传感器类型
表面增强拉曼(SERS)生物传感器
检测对象
β-淀粉样蛋白肽 Aβ(1-40)（amyloid-beta peptide Aβ(1-40)），样品基质为去离子水溶液（面向脑脊液 CSF 应用）；干扰蛋白：胰岛素（insulin）、白蛋白（albumin）
检测原理
将Aβ(1-40)与60 nm金胶体按1:10混合后注入熔融石英微流控芯片。毛细流使金颗粒在40 nm纳通道入口被尺寸选择性截留，形成高密度Au NP簇；蛋白分子同时被限制并富集于颗粒簇间隙。Au NP聚集使局域表面等离子体共振红移至约800 nm，与785 nm激发共振，产生强电磁场增强，使Aβ自身拉曼振动被SERS放大。Aβ吸附后，酰胺III区1266 cm-1对应α-螺旋，1244 cm-1对应β-折叠；随浓度升高或孵育时间延长，1266 cm-1减弱、1244 cm-1增强，芳香侧链峰变化，反映单体向寡聚物/纤维前体转变。通过峰位、峰强及酰胺III/1455 cm-1比值可区分Aβ与胰岛素、白蛋白。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2；Aβ 测试浓度为 11.5 pM、1.15 nM、11.5 nM，并提及此前非共振生物分子检测低至 10 pM。
效应效果
该器件在纳通道入口可重复形成金纳米颗粒簇，72 h内仅用120 µL溶液仍维持毛细力，SERS活性位点位置固定、重现性好，优于随机热点的传统金胶体SERS基底。作者未报告实际CSF加标回收率、RSD或与ELISA/HPLC/qPCR的定量对比。选择性方面，在1.15 nM下可区分Aβ寡聚物、胰岛素和白蛋白：酰胺III/1455 cm-1比值分别为1.223、1.207和1.154，Aβ单体为1.070；Aβ样品pH由6.8降至6.4，而胰岛素/白蛋白维持6.8。作者认为该平台可保持Aβ生物活性，直接检测CSF中Aβ构象变化，有助于阿尔茨海默病诊断和聚集机制研究。
传感器的构成
- 基底/换能器：UV级熔融石英晶圆（fused silica wafer, 500 µm），微加工成微通道-纳通道器件，提供毛细流与尺寸选择性捕获
- 微流控通道：微通道（microchannel, 深2 µm）与纳通道（nanochannel, 深40 nm、宽2 µm），引导金胶体与蛋白至纳通道入口
- 纳米材料修饰层：60 nm金胶体（Au NPs）在纳通道入口聚集形成高密度金纳米颗粒簇，构成SERS活性位点
- 识别元件：无特异性抗体/适配体；Aβ直接吸附/富集于Au NP表面，芳香侧链（Phe/Tyr）与His等参与表面相互作用
- 信号标记物：无外源标记；Aβ自身拉曼振动（芳香环、酰胺III、C-C等）作为SERS信号
- 读出系统：Renishaw System 1000拉曼光谱仪、Leica DMLM显微镜、785 nm GaAlAs二极管激光、50×物镜，180°背散射采集500-1600 cm-1
中文摘要
本文报道了一种用于检测β-淀粉样蛋白肽（Aβ）构象转变的新型纳米流体生物传感器。该器件在熔融石英微流控芯片的纳通道入口处，通过尺寸选择性捕获60 nm金胶体形成可重复的高密度金纳米颗粒簇，构建受控的表面增强拉曼光谱（SERS）活性位点。将Aβ(1-40)与金胶体混合后，毛细流使蛋白在颗粒簇间隙富集，785 nm激光激发下获得增强拉曼信号。作者观察到Aβ自组装过程中酰胺III区由1266 cm-1（α-螺旋）向1244 cm-1（β-折叠）移动，并伴随芳香侧链峰变化，从而区分单体、寡聚物及纤维前体。该传感器还可在脑脊液常见干扰蛋白胰岛素和白蛋白存在下识别Aβ，为阿尔茨海默病早期诊断和Aβ聚集机制研究提供工具。
英文摘要
Trace detection of the conformational transition of beta-amyloid peptide (Abeta) from a predominantly alpha-helical structure to beta-sheet could have a large impact in understanding and diagnosing Alzheimer's disease. We demonstrate how a novel nanofluidic biosensor using a controlled, reproducible surface enhanced Raman spectroscopy active site was developed to observe Abeta in different conformational states during the Abeta self-assembly process as well as to distinguish Abeta from confounder proteins commonly found in cerebral spinal fluid.