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
刀豆蛋白A（Concanavalin A, Con A），样品基质为含 Ca2+、Mn2+ 的 PBS 缓冲液（pH 7.4）
检测原理
在含 Ca2+ 和 Mn2+ 的 PBS 亚相中，Con A 四聚体通过多个糖结合口袋与 DPM 上的甘露糖配体特异性结合。结合事件诱导 DPM 与 DPG 在气–水界面发生横向重排，并使烷基链倾角由约 10–20° 增大到 15–25°，从而调整甘露糖配体的空间分布，使其匹配 Con A 结合口袋间距并降低相邻配体位阻，形成多价结合位点。多价结合提高界面蛋白吸附量，使 SPR 表面附近折射率增加，SPR 角度偏移随 Con A 结合量增大；IRRAS 中酰胺 I 和酰胺 II 带强度也随结合量增加。该过程为无标记检测，多价结合起到亲和放大作用。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2；仅报告 SPR 角度偏移 0.1° 约对应蛋白表面密度 0.1 μg/cm2。
效应效果
DPG 单层对非特异 Con A 吸附表现出良好抑制作用，DPM 则提供特异性结合位点。与初始固定对照单层相比，蛋白指导重排后的二元单层结合量增加：XDPM=0.2 时改善最显著，XDPM=0.1 和 0.5 也略有提高；XDPM=0.3 和 0.4 因配体位阻较大，结合量低于低摩尔分数。结合后 Con A 酰胺 I 带显示其 β-折叠二级结构基本保持。重排和对照单层均可用 pH 1.5 醋酸缓冲液再生，再结合饱和量和动力学与初始结合几乎相同。作者认为该可再生多价结合界面可用于生物传感器制备。
传感器的构成
- 基底/换能器：SPR 传感器芯片（Spreeta，Texas Instruments），提供表面等离子共振光学读出
- 疏水修饰层：1-十八烷硫醇（ODT）修饰 SPR 表面，形成疏水界面以接触并转移 Langmuir 单层
- 识别元件：甘露糖基化糖脂 DPM，提供甘露糖配体与 Con A 特异性结合
- 抗非特异脂质：1,2-二-O-十六烷基-sn-甘油醇（DPG），抑制非特异蛋白吸附并调节配体密度
- 结合缓冲液：PBS（10 mM 磷酸盐、150 mM NaCl、0.1 mM Mn2+、0.1 mM Ca2+，pH 7.4），维持 Con A 糖结合活性
- 再生液：醋酸缓冲液（pH 1.5），洗脱特异性结合的 Con A 实现界面再生
- 信号读出：无标记 SPR 角度偏移，直接监测 Con A 结合引起的表面折射率变化
中文摘要
多价蛋白结合在生物识别和生物传感器制备中具有重要作用。本文采用红外反射吸收光谱（IRRAS）和表面等离子共振（SPR）技术，研究刀豆蛋白A（Con A）与由1,2-二-O-十六烷基-sn-甘油醇（DPG）及其含甘露糖基衍生糖脂（DPM）组成的二元单层在气–水界面上的结合行为。结果表明，在含 Ca2+ 和 Mn2+ 的亚相中，Con A 可诱导二元单层中的糖脂发生横向重排和分子重取向，使甘露糖配体更易进入蛋白结合口袋，形成多价结合位点，并降低相邻配体的空间位阻，从而增强特异性结合。与初始固定单层相比，重排后单层上特异性结合的蛋白量增加。该蛋白指导重排形成的多价结合界面可被保留，用于生物传感器制备。
英文摘要
Multivalent protein binding plays an important role not only in biological recognition but also in biosensor preparation. Infrared reflection absorption spectroscopy and surface plasmon resonance techniques have been used to investigate concanavalin A (Con A) binding to binary monolayers composed of 1,2-di-O-hexadecyl-sn-glycerol and derived glycolipids with the mannose moieties. The glycolipids in the binary monolayers at the air-water interface underwent both lateral rearrangement and molecular reorientation directed by Con A in the subphase favorable to access of the carbohydrate ligands to protein binding pockets for the formation of multivalent binding sites and the minimization of steric crowding of neighboring ligands for enhanced binding. The amounts of specifically bound proteins in the binary monolayers at the air-water interface were accordingly increased in comparison with those in the initially immobilized monolayers at the air-water interface. The directed rearranged binary monolayers with multivalent protein binding were preserved for the preparation of biosensors.