组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
p53蛋白（p53 protein）；样品基质：人血清（HNSCC患者与健康对照）
检测原理
三角形Ag纳米颗粒阵列在入射光下激发局域表面等离子共振，形成紫外-可见消光峰λmax。芯片表面先形成1-OT/11-MUA混合自组装单分子层，再用EDC/S-NHS将小鼠单克隆抗p53抗体共价固定。血清中的p53蛋白与抗体特异性结合后，改变Ag纳米颗粒表面介电环境和界面折射率，使LSPR峰发生红移。患者血清p53水平较高，结合量较大，∆λmax为17.67 nm；健康对照血清响应仅2.24 nm，低于系统分辨率5 nm，因此可区分患者与对照。该方法为无标记检测，未使用酶或荧光放大，信号直接来自抗原-抗体结合引起的LSPR波长位移。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数；系统分辨率约5 nm；HNSCC血清∆λmax=17.67 nm，对照∆λmax=2.24 nm。
效应效果
本研究仅用1例HNSCC患者和1例健康对照血清进行验证，未报告RSD、加标回收率或大样本统计。患者血清使LSPR峰红移17.67 nm，明显超过5 nm系统分辨率；对照血清仅红移2.24 nm，判定无响应，显示一定选择性。作者指出ELISA虽灵敏、稳定，但受高滴度抗p53抗体干扰且步骤复杂，而本方法无标记、操作简便。与商业SPR仪器相比，实时LSPR位移响应类似，但体折射率干扰更少，横向和法向空间分辨率更高。芯片真空保存约1个月，室温保存约1周，可通过去除Ag纳米颗粒再生。作者认为其有望用于肿瘤血清学诊断和即时检测，但仍需精确量化与大规模前瞻性研究。
传感器的构成
- 基底：K9玻璃基底（K9 glass substrate），经清洗后承载银纳米结构
- 换能层：三角形银纳米颗粒阵列（triangular Ag nanoparticles array），面内宽度120 nm、周期400 nm、面外高度45 nm，产生LSPR信号
- 自组装单分子层：1-辛硫醇（1-octanethiol, 1-OT）/11-巯基十二烷酸（11-mercaptoundecanoic acid, 11-MUA）混合SAM，1-OT封闭疏水，11-MUA提供羧基
- 偶联剂：EDC（1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride）与S-NHS（sulfo-N-hydroxysuccinimide），活化羧基并偶联抗体氨基
- 识别元件：小鼠单克隆抗p53抗体（mouse monoclonal anti-p53 antibody），特异性结合血清p53
- 样品层：人血清（human serum），含p53蛋白，孵育150 min
- 信号读出：紫外-可见消光光谱仪/光纤耦合光谱仪（UV-visible spectroscope/fiber-coupled spectrometer），监测LSPR峰位移∆λmax
中文摘要
本研究利用三角形银（Ag）纳米颗粒阵列制备了一种局域表面等离子共振（LSPR）纳米生物传感器，用于体外检测与头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）相关的血清p53蛋白。该传感器由面内宽度约120 nm、面外高度约45 nm的三角形Ag纳米颗粒阵列构成。通过紫外-可见消光光谱监测LSPR峰波长位移，比较HNSCC患者与健康对照血清的响应。结果显示，患者血清引起显著红移，而对照血清无明显响应，提示该传感器可区分HNSCC患者与正常对照。尽管尚需精确量化和大规模前瞻性验证，该无标记LSPR纳米生物传感器为肿瘤血清学诊断或分子诊断提供了有前景的平台，也是LSPR纳米传感器在HNSCC中的首次临床应用。
英文摘要
By using triangular silver (Ag) nanoparticle array, a localized surface plasmon resonance (LSPR) nanosensor was fabricated and shown to sense serum p53 protein in vitro, which is involved in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). The nanosensor consists of a triangular Ag nanoparticles array with single particle dimension of 120 nm in-plane width and 45 nm out-of-plane height. When examined using LSPR nanobiosensor, the results indicated significant difference in LSPR shifts (Δλ(max)) between HNSCC patient and control. Although there is need for precise quantification and large-scale prospective, this report shows that the LSPR nanobiosensor provides a promising platform with attractive advantages for serological diagnosis or molecular diagnosis in tumor, such as HNSCC. This is the first clinical application of the LSPR nanosensor in HNSCC.