组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
补体蛋白C3b（C3b）、C3bBb转化酶（C3bBb）、C3c（C3c）、C1q（C1q）、C4（C4）；样品基质：人血清（human serum）
检测原理
SPR采用Kretchmann构型，p偏振光经棱镜照射玻璃/Cr/Au薄膜，在Au/介质界面激发表面等离子体，共振角θSPR取决于金表面约200 nm内折射率。人血清接触模型表面后，IgG、C3等蛋白非特异吸附；吸附IgG可启动经典途径，C3构象变化或C3b与表面羟基/吸附蛋白共价结合启动替代途径。C3bBb转化酶裂解C3，产生C3a和C3b，形成自催化正反馈，使表面C3b/C3bBb沉积放大。随后抗C3b抗体结合进一步增加界面质量。表面质量/折射率升高使θSPR偏移，ΔθSPR与吸附补体蛋白量成正比，实现无标记实时监测。
检测灵敏度
—
效应效果
SPR可无标记实时监测表面蛋白沉积（探测深度约200 nm），与ELISA互补：ELISA测释放片段C3a、C5a、SC5b-9，SPR测表面C3b/C3bBb。选择性由抗C3b、抗C1q、抗IgG、抗白蛋白抗体及EDTA、EGTA/Mg2+抑制剂区分途径。OH-SAM吸附蛋白最高且抗C3b强；NH2-SAM约750 μg/cm2蛋白、激活弱。HS-TEGOH强激活，HS-mPEG初始不激活，光照/UV降解后增强。PVA干膜2.9 nm强激活，7.4 nm弱，150 ℃退火2 h后强激活，水含量37–86%影响调控因子可及性（n=3）。作者认为SPR有助于设计低补体激活血液接触材料。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃片/铬（Cr）/金（Au）薄膜，Kretchmann构型激发表面等离子体并检测反射光
- 模型表面修饰层：烷硫醇自组装单分子层（SAMs, HS(CH2)nX，端基OH、NH2、CH3、COOH）或聚合物涂层（PEG、PVA、dextran），模拟生物材料表面
- 流动池/样品通道：flow cell，承载人血清（human serum）与veronal buffer（VB）流动，实现实时监测
- 识别/检测元件：抗C3b抗体/抗血清（anti-C3b antibody/antiserum）及抗C1q、抗IgG、抗白蛋白抗体，特异性识别表面沉积补体蛋白
- 信号标记/放大：表面沉积C3b/C3bBb及后续抗体结合，增加界面质量与折射率，无外源标记
- 信号读出：SPR反射光强度/共振角（θSPR/ΔθSPR）随表面折射率变化，换算吸附蛋白量
中文摘要
人工材料接触血液会诱导蛋白吸附、补体激活、凝血、血小板激活、炎症和细胞黏附等反应，理解并控制这些界面相互作用对血液接触型生物材料开发至关重要。补体系统由约30种液相和膜结合蛋白组成，可被人工聚合物材料激活，并释放C3a、iC3b、C5a、SC5b-9等片段。传统ELISA可检测释放片段，但难以实时监测生理条件下动态界面事件。表面等离子共振（SPR）是一种表面敏感光学技术，通过监测金属表面附近折射率变化，实现无标记、实时、原位分析生物分子相互作用。本文综述SPR传感器原理、模型表面构建（烷硫醇自组装单分子层、聚合物薄膜、脂质双分子层）及其在生物材料表面补体激活监测中的应用，并讨论表面官能团、聚合物水合状态和构象对经典/替代途径激活的影响。
英文摘要
When artificial materials come into contact with blood, various biological responses are induced. For successful development of biomaterials used in biomedical devices that will be exposed to blood, understanding and control of these interactions are essential. Surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy is one of the surface-sensitive optical methods to monitor biological interactions. SPR enables real-time and in situ analysis of interfacial events associated with biomaterials research. In this review, we describe an SPR biosensor and its application to monitor complement activation onto biomaterials surface. We also discuss the effect of surface properties of the material on complement activation.