组成图示
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传感器类型
其他（光学薄膜生物传感器）
检测对象
大豆（soybean）、小麦（wheat）、花生（peanut）、腰果（cashew）、虾（shrimp）、鱼（fish）、牛肉（beef）、鸡（chicken）；样品基质为加工食品/零售食品（含腰果-玉米粉混合基质）
检测原理
本方法以食品样品 DNA 为检测对象，先用 CTAB 法提取 DNA，再通过两套四重 PCR 同时扩增大豆、小麦、花生、腰果、虾、鱼、牛肉和鸡的特异性片段；反向引物 5' 端连接生物素，使扩增产物携带生物素标记。芯片表面经肼衍生化处理后，将 5' 端醛基修饰的 DNA 捕获探针共价固定于光学薄膜芯片。PCR 产物与互补探针杂交后，生物素化产物在识别位点富集，随后酶促显色体系催化沉积显色物质，改变薄膜表面的光干涉图案，使原本金色区域变为蓝/紫色。目标 DNA 含量越高，杂交产物越多，沉积物越多，颜色变化越明显，因此可通过肉眼或数字图像判断 8 种过敏原是否存在。
检测灵敏度
LOD: 0.5 pg 腰果DNA；实际检测限: 0.001% (w/w)；绝对检测限: 0.0005 ng
效应效果
该方法在两套四重 PCR 中未观察到交叉反应，芯片对 8 种过敏原均产生特异性颜色点，空白对照无信号，未出现假阳性。绝对检测限为 0.5 pg 腰果 DNA，实际检测限为 0.001% (w/w) 腰果-玉米粉混合样；PCR 扩增后芯片检测约 30 min。作者用 5 种零售食品验证，检测结果与标签声明一致，表明方法可用于食品标签合规性检查和过敏原污染溯源。论文未报告 RSD、长期稳定性、加标回收率及与 ELISA/qPCR 的定量对比，但强调其高通量、肉眼判读、无需昂贵仪器和即用性。
传感器的构成
- 基底/换能器：硅基光学薄膜生物传感器芯片（optical thin-film biosensor chip，America Biostar），提供光干涉显色平台。
- 表面修饰层：肼衍生化芯片表面（hydrazine-derivatized surface），提供与醛基探针共价连接的位点。
- 识别元件：8 种过敏原特异性 DNA 捕获探针（capture probes），5' 端醛基修饰（ALD）并含 10 个脱氧腺苷间隔序列，固定于芯片点样位点用于杂交目标片段。
- 信号标记物：生物素（biotin）标记的 PCR 反向引物扩增产物，与探针杂交后提供生物素信号。
- 显色层：酶促显色体系（enzymatic transduction，原文未详述具体酶/底物），催化沉积化学物质改变薄膜光干涉。
- 对照点：生物素-dA20（biotin-dA20）阳性对照，用于判断芯片显色系统是否工作。
中文摘要
食品过敏是当前重要的食品安全问题。为保护过敏人群，许多国家要求对食品中的潜在过敏原进行标签标识，因此需要快速、可靠且可高通量检测的方法。本文报道了一种基于硅基光学薄膜生物传感器芯片的食品过敏原快速识别方法。该方法利用两套四重 PCR 体系同时扩增大豆、小麦、花生、腰果、虾、鱼、牛肉和鸡的特异性 DNA 片段，并将 5' 端醛基修饰的 DNA 捕获探针共价固定于肼衍生化芯片表面。PCR 产物与探针杂交后，通过酶促显色改变薄膜表面光干涉图案，产生肉眼可见的颜色变化，无需额外仪器。该芯片可同时检测 8 种食品过敏原，绝对检测限为 0.5 pg 腰果 DNA，实际检测限为 0.001% (w/w)；PCR 扩增后芯片检测时间约 30 min。作者认为该方法灵敏、特异、高通量且即用，可用于确认食品中 8 种过敏原的存在或缺失。
英文摘要
Food allergies are important food safety issues nowadays. To maintain the safety of people who experience allergic reactions, labeling is required in many countries and efficient and reliable detection methods are necessary. This paper reports a novel method for the rapid identification of food allergens through the use of a silicon-based optical thin-film biosensor chip with which color change results can be perceived by the naked eye without any extra equipment. The whole system can detect eight food allergens including soybean, wheat, peanut, cashew, shrimp, fish, beef, and chicken simultaneously. Sensitive and specific detection of the absolute detection limit of this method was 0.5 pg of cashew DNA, and the practical detection limit of 0.001%. The biosensor chip detection time was about 30 min after PCR amplification. The assay is proposed as a sensitive, specific, high-throughput, and ready-to-use analytical tool to detect the presence or confirm the absence of eight food allergens.