组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
金黄色葡萄球菌肠毒素A（staphylococcal enterotoxin A, SEA）；样品基质：液体食品/饮料（橙汁、加奶冰茶、瓶装水）和固体食品（炸鸡、炸香肠）PBS提取液。
检测原理
传感器以金电极为换能器，表面先形成硫脲自组装单分子层，再用戊二醛活化并固定抗SEA抗体，最后用乙醇胺和1-十二硫醇封闭。样品中SEA与固定抗SEA发生特异性抗原-抗体结合，使电极/溶液界面介电层厚度增加或介电性质改变。按串联电容模型，总电容由SAM、抗体层和结合SEA层共同决定，结合量增加导致总电容下降。测量时施加50 mV恒电位脉冲，瞬态电流按i(t)=u/Rs exp(-t/RsCtotal)指数衰减，对ln i-t作图，由斜率得Ctotal、截距得Rs。SEA浓度越高，界面结合量越大，电容变化ΔC越大，从而在1×10−12至1×10−8 g/L内线性响应。载液中添加Zn2+促进SEA与抗体结合，方法为无标记直接检测，无酶或核酸放大。
检测灵敏度
LOD: 1 × 10−12 g L−1；线性范围: 1 × 10−12 g L−1–1 × 10−8 g L−1
效应效果
该传感器在39次再生循环中平均残余活性为98±5%（RSD=5.1%），第4天降至78%，循环伏安显示SAM仍保留，活性下降主要源于抗体损失或失活。基质效应通过稀释消除：加奶冰茶、炸鸡和炸香肠需稀释10000倍，瓶装水100倍，橙汁100000倍。加标回收率为80%–123%，RSD为0.7%–11%，符合方法验证要求。实际样品中检出加奶冰茶28±1 ng/L、橙汁113±6 ng/L、炸鸡1.1±0.2 ng/g，均低于儿童感染剂量500 ng/L。其LOD比报道的SPR免疫传感器（100×10−6、10×10−6、1×10−6 g/L）低数个数量级，比SEB电容免疫传感器低约3个数量级。单次分析约20 min、再生约25 min，适合食品中SEA快速筛查。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode，直径3 mm，99.99%纯度），经氧化铝抛光和电化学刻蚀，作为电容换能器和工作电极。
- 自组装单分子层：硫脲（thiourea, TU）自组装单分子层（SAM），250 mM TU溶液室温24 h，提供氨基并降低电子转移。
- 交联活化层：戊二醛（glutaraldehyde, GA，5% v/v）处理20 min，与TU氨基反应并暴露醛基，用于共价偶联抗体。
- 识别元件：抗SEA抗体（anti-SEA，3 mg/mL，20 µL，4℃ 24 h），通过醛基与抗体氨基形成席夫碱固定。
- 封闭剂：乙醇胺（ethanolamine，1 M，pH 8.50，7 min），封闭残余醛基。
- 堵孔绝缘层：1-十二硫醇（1-dodecanethiol, 1-DT，10 mM乙醇溶液，20 min），封闭SAM针孔并完全绝缘。
- 流动池/电极系统：不锈钢辅助电极、自制Ag/AgCl参比电极和10 µL死体积流动池，用于流动注射与三电极电容测量。
- 再生与载液：15.0 mM甘氨酸-HCl（pH 2.20）再生液解离SEA-anti-SEA；10.0 mM Tris-HCl（pH 7.00）含0.8 mM ZnCl2载液维持结合并稳定基线。
中文摘要
本文报道了一种流动注射电容免疫传感器用于检测金黄色葡萄球菌肠毒素A（SEA）。该传感器基于金电极表面固定抗SEA抗体，通过直接检测SEA与抗体结合引起的界面电容变化实现无标记检测。研究优化了再生液、流速、样品体积和缓冲条件。在最佳条件下，该无标记生物传感器对SEA在1×10−12 g/L至1×10−8 g/L范围内呈线性响应，检出限为1×10−12 g/L，远低于感染剂量（0.5×10−6至1×10−6 g/L）。使用15.0 mM甘氨酸-HCl（pH 2.20）作为再生液破坏SEA与固定抗体的结合，使电极可重复使用39次。该方法应用于液体和固体食品样品中SEA的分析，通过简单稀释可消除基质效应。在三种样品中检出SEA污染：加奶冰茶（28±1 ng/L）、橙汁（113±6 ng/L）和炸鸡（1.1±0.2 ng/g），但浓度均远低于感染剂量。所提方法可用于不同基质中SEA的快速筛查。
英文摘要
This work presents the use of a flow injection capacitive immunosensor to detect staphylococcal enterotoxin A (SEA). The study was based on the direct detection of a capacitance change due to the binding between SEA and anti-SEA immobilized on a gold electrode. The optimal regeneration solution, flow rate, sample volume and buffer conditions were studied. Under the optimum conditions, this label-free biosensor provided linearity between 1 × 10(-12) g L(-1) and 1 × 10(-8) g L(-1) of SEA and the limit of detection was 1 × 10(-12) g L(-1) which was much lower than the infectious dose (0.5 × 10(-6) - 1 × 10(-6) g L(-1)). Using the regeneration solution of, 15.0 mM glycine-HCl pH 2.20, to break the binding between SEA and the immobilized anti-SEA enabled the electrode to be reused up to 39 times. This technique was applied to analyze SEA in liquid and solid food samples. Any matrix effect can be eliminated by simple dilution. SEA contamination was found in three samples, iced tea with milk (28 ± 1 ng L(-1)), orange juice (113 ± 6 ng L(-1)) and fried chicken (1.1 ± 0.2 ng g(-1)); however, the concentrations were much lower than the infectious dose. The proposed method would be useful for rapid screening of SEA in various matrices.