组成图示
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传感器类型
其他（电磁压电声学传感器 EMPAS）
检测对象
HIV-2 抗体（HIV-2 antibodies, anti-gp36 单克隆抗体）、HIV-1 抗体（HIV-1 antibodies, anti-gp41 单克隆抗体，非特异/交叉对照）；样品基质：胎牛血清（FBS）
检测原理
AT-cut石英EMPAS在1.06 GHz超高频下产生压电声学共振。CATD/HTS混合SAM通过硅氧烷键锚定于石英表面，CATD的ω-氯乙酰基经NaI氯/碘交换转化为ω-碘乙酰基，再与HIV-2 gp36表位肽NSWGCAFRQVC共价固定，形成识别界面。当含anti-gp36抗体的FBS流过表面时，抗体与固定表位特异性结合，使传感器表面质量、粘弹性和界面状态发生变化，导致共振频率偏移；anti-gp41及血清基质成分的非特异吸附/交叉反应也会引起较小频率偏移。PBS冲洗去除未结合物质后，频率偏移大小与结合量相关，从而实现无标记实时检测。该体系未使用酶、荧光或电化学放大策略。
检测灵敏度
检测水平: 100 µg/mL
效应效果
在胎牛血清（FBS）基质中，anti-gp36特异性结合产生16 kHz频率偏移，明显高于anti-gp41非特异/交叉结合产生的5 kHz，表明传感器能区分HIV-2与HIV-1抗体，具有良好选择性。但特异性实验重现性一般，RSD为22%，可能受探针空间互补性控制影响；非特异实验RSD为9%，且结合可抵抗PBS冲洗，提示存在血清基质非特异吸附和HIV-1抗体交叉反应。论文未报告稳定性、实际样品回收率或与ELISA等方法的定量对比。作者认为该SAM–EMPAS平台是EMPAS在生物分析领域的首个真实世界应用，当前检测水平为100 µg/mL，仍需降至pg/mL才能满足现代HIV检测需求。
传感器的构成
- 基底/换能器：AT-cut quartz wafer（20.0 MHz 基频）作为 EMPAS 压电声学换能器。
- 混合自组装单分子层：CATD（三氯硅烷基-ω-氯乙酰基连接分子）与 HTS（己基三氯硅烷）形成 1/1/2000 (v/v/v) 混合 SAM，提供硅氧烷锚定和反应性头基。
- 碘代活化层：NaI/无水丙酮处理将 CATD 的 ω-氯乙酰基转化为 ω-碘乙酰基，提高表面反应性。
- 识别元件：HIV-2 gp36 免疫优势表位十一肽 NSWGCAFRQVC（0.1 mg/mL，DMF）共价固定于碘代 SAM，用于捕获 HIV-2 抗体。
- 信号标记物：无标记（label-free），直接通过声学频率偏移读出。
- 检测流路：flow-through cell 与 Dulbecco's PBS（PBS）流动注射系统，用于样品进样和冲洗。
- 信号读出：EMPAS 电磁压电声学传感器在 1.06 GHz（53 次谐波）监测共振频率偏移。
中文摘要
本文报道一种用于检测HIV-2的无标记免疫传感器。该平台由混合自组装单分子层（SAM）修饰的石英晶圆构成，并在其表面固定HIV-2免疫优势表位探针。采用电磁压电声学传感器（EMPAS）在超高频（1.06 GHz）下实时监测抗原–抗体相互作用引起的共振频率偏移。实验以含HIV-2或HIV-1单克隆抗体的血清溶液作为样品，分别评估特异性结合与非特异性吸附/交叉反应。结果显示，特异性结合产生的频率偏移明显高于非特异性结合，表明该SAM–EMPAS组合能在真实血清基质中区分HIV-2与HIV-1抗体，具有良好选择性。这是EMPAS技术在生物分析领域的首个真实世界应用，为HIV血清学检测提供了无标记、实时、高灵敏的潜在方法。
英文摘要
Herein is described a label-free immunosensor dedicated to the detection of HIV-2. The biosensor platform is constructed as a mixed self-assembled monolayer-coated quartz wafer onto which HIV-2 immunodominant epitopes are immobilized. The biosensing properties, in terms of specific vs. non-specific antigen-antibody interactions, are evaluated with the electromagnetic piezoelectric acoustic sensor (EMPAS) using equimolar serum solutions of HIV-2 or HIV-1 monoclonal antibodies, respectively. This immunosensor constitutes the first real-world application of the EMPAS technology in the bioanalytical field.