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
CD3+ T 细胞（CD3+ T cells），样品基质：小鼠全脾细胞悬液（mouse whole splenocytes）
检测原理
该体系并非传统换能型生物传感器，而是基于磁性纳米粒子的亲和捕获与磁分离方法。Fe3O4@Au 纳米粒子表面先经 16-MHA 自组装引入羧基，再用 EDAC/NHS 活化羧基，共价固定 Protein A。Protein A 作为 Fc 受体与 anti-CD3 mAb 的 Fc 段亲和结合，使抗体 Fab 段朝外定向排列，提高抗原可及性。当纳米粒子与小鼠全脾细胞混合时，anti-CD3 mAb 识别并结合 CD3+ T 细胞表面 CD3 抗原，形成磁性纳米粒子-细胞复合物。外部 NdFeB 磁场将复合物捕获，未结合细胞被去除，从而实现 CD3+ T 细胞耗竭。分离后剩余细胞用 PE-CD3 mAb 标记，经流式细胞术检测 CD3+ 比例，比例下降反映捕获效率。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
定向偶联策略虽使 anti-CD3 mAb 负载量低于非定向策略（约 60–65 μg/mg 对 120–135 μg/mg），但细胞耗竭效率更高。对 1×10^6、2×10^6、3×10^6 和 9×10^6 个小鼠全脾细胞，CD3+ T 细胞比例分别从 36.5%、36.5%、30.8% 和 30.8% 降至 1.5%、0.7%、0.7% 和 0.5%，耗竭效率为 95.9%、98.1%、97.7% 和 98.4%。非定向策略在 1×10^6 和 2×10^6 细胞时效率仅 53.8% 和 44.5%。TEM 显示 Fe3O4@Au MNPs 平均直径 14–19 nm，饱和磁化强度由 29.6 emu/g 降至 15.2 emu/g，仍可在约 4000 G 磁场中分离。作者认为该材料可用于细胞分离、亲和提取、免疫分析和生物传感器。
传感器的构成
- 磁性核：Fe3O4 磁铁矿纳米粒子，提供磁响应并用于外部磁场捕获
- 金壳：Au 壳层，由 HAuCl4 还原沉积，提供 Au-S 化学修饰界面并保护磁性核
- 自组装单分子层：16-MHA（16-巯基十六酸），通过 Au-S 结合固定于金壳表面，提供羧基
- 活化层：EDAC/NHS，活化 16-MHA 羧基形成活性酯，用于共价偶联蛋白 A
- 定向连接层：Protein A，作为 Fc 受体共价固定，使抗体定向排列
- 识别元件：anti-CD3 mAb，通过 Fc 段与 Protein A 结合，识别 CD3+ T 细胞表面 CD3 抗原
- 分离缓冲液：PBS 含 0.1% BSA 和 0.05% Tween-20，用于洗涤并降低非特异结合
- 磁场分离单元：NdFeB magnet（约 4000 G），用于捕获磁性纳米粒子-细胞复合物
- 检测标记：PE-CD3 mAb，用于流式细胞术标记并定量分离后剩余 CD3+ T 细胞
中文摘要
本文报道了一种用于细胞分离的定向生物偶联核壳 Fe3O4@Au 磁性纳米粒子（Fe3O4@Au MNPs）的合成方法。首先通过共沉淀法制备 Fe3O4 磁性纳米核，再在 Fe3O4 表面还原 HAuCl4 形成金壳，得到核壳结构磁性纳米粒子，并通过 TEM、XRD 和 UV–vis 光谱进行表征。随后，利用 16-巯基十六酸（16-MHA）在金壳表面自组装形成羧基功能层，经 EDAC/NHS 活化后共价固定蛋白 A（Protein A）。抗 CD3 单克隆抗体（anti-CD3 mAb）通过其 Fc 段与 Protein A 亲和结合，实现抗体在纳米粒子表面的定向偶联。作者将该定向偶联策略与抗体直接随机固定于羧化纳米粒子表面的非定向策略进行比较，用于从小鼠全脾细胞中分离 CD3+ T 细胞。结果表明，定向偶联 Fe3O4@Au MNPs 可高效捕获并耗竭 CD3+ T 细胞，最高耗竭效率达 98.4%，优于非定向固定策略。该工作为细胞分离、亲和提取、免疫分析和生物传感器应用提供了有效工具。
英文摘要
Orientedly bioconjugated core/shell Fe(3)O(4)@Au magnetic nanoparticles were synthesized for cell separation. The Fe(3)O(4)@Au magnetic nanoparticles were synthesized by reducing HAuCl(4) on the surfaces of Fe(3)O(4) nanoparticles, which were further characterized in detail by TEM, XRD and UV-vis spectra. Anti-CD3 monoclonal antibody was orientedly bioconjugated to the surface of Fe(3)O(4)@Au nanoparticles through affinity binding between the Fc portion of the antibody and protein A that covalently immobilized on the nanoparticles. The oriented immobilization method was performed to compare its efficiency for cell separation with the non-oriented one, in which the antibody was directly immobilized onto the carboxylated nanoparticle surface. Results showed that the orientedly bioconjugated Fe(3)O(4)@Au MNPs successfully pulled down CD3(+) T cells from the whole splenocytes with high efficiency of up to 98.4%, showing a more effective cell-capture nanostructure than that obtained by non-oriented strategy. This developed strategy for the synthesis and oriented bioconjugation of Fe(3)O(4)@Au MNPs provides an efficient tool for cell separation, and may be further applied to various fields of bioanalytical chemistry for diagnosis, affinity extraction and biosensor.