组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
沙门氏菌（Salmonella，Salmonella typhimurium）；样品基质：固定于载玻片的细菌悬液（10^9 CFU/mL）
检测原理
该传感器以抗体-抗原识别为核心。抗沙门氏菌抗体偶联在 Au/Si 纳米棒的 Au 端，当固定于载玻片的沙门氏菌与纳米棒孵育时，抗体特异性结合细菌表面抗原，使整个纳米棒被捕获到菌体附近。Si 纳米棒具有高长径比，可负载大量 Alexa488 染料；细菌结合后，染料随纳米棒聚集在菌体周围，在 488 nm 激发下产生强荧光。BSA 封闭 Au 表面以降低非特异吸附。荧光显微镜或 Typhoon 扫描仪读取荧光斑点/强度，菌量越多，可见荧光斑点越多，从而实现单菌水平检测。
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；作者称检测限与特异性仍在研究中。
效应效果
实验中，2% BSA 封闭有效减少或消除 Au 表面非特异结合；抗沙门氏菌-DNR 处理片显示强荧光，而 DNR 对照几乎无信号，负对照仅见极少荧光点，表明特异性良好。作者用 10^9 CFU/mL 沙门氏菌悬液（共 2×10^6 个菌）固定于载玻片，纳米棒浓度约 3.6×10^9 根/mL，Si 纳米棒表面积与平面比约 9.48，Au 层约 5 nm。488 nm 激发下可观察到单菌荧光，作者认为相比培养法、ELISA 和 PCR 具有快速、敏感、单菌检测潜力，并可更换抗体/染料用于其他病原菌或 RSV 感染细胞检测。
传感器的构成
- 基底：硅片（Si wafer），用于 GLAD 生长 Si 纳米棒，后续超声剥离成纳米棒悬浮液
- 纳米材料修饰层：Si 纳米棒（Si nanorods），高长径比，提供大表面积负载染料并增强荧光
- 金属修饰层：金层（Au，约 5 nm，颗粒 1–3 nm），溅射于 Si 纳米棒顶端，用于抗体偶联
- 化学修饰层：氧化 Si 表面与 APTES（3-aminopropyltriethoxysilane），提供氨基以共价连接 Alexa488
- 连接层：DSP（dithiobis-succinimidyl propionate），连接 Au 表面与抗沙门氏菌抗体
- 识别元件：抗沙门氏菌抗体（anti-Salmonella antibody），特异性捕获沙门氏菌
- 信号标记物：Alexa Fluor 488（Alexa488）染料，固定于 Si 纳米棒，提供 488 nm 激发荧光信号
- 封闭剂：BSA（bovine serum albumin，2%），封闭 Au 表面非特异结合
中文摘要
本文报道了一种用于食源性细菌检测的新型 Au/Si 异质纳米棒生物传感器。作者采用掠角沉积（GLAD）法在硅片上制备竖直排列的硅（Si）纳米棒阵列，经氧化后在纳米棒顶端溅射金（Au）层，形成 Au/Si 异质纳米棒。随后利用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）对 Si 表面硅烷化，将 Alexa Fluor 488 染料共价固定于 Si 纳米棒；通过双琥珀酰亚胺丙二酸酯（DSP）将抗沙门氏菌抗体偶联到 Au 端。检测时，沙门氏菌被固定在载玻片上，与抗体功能化纳米棒孵育，抗体-抗原结合使负载大量染料的纳米棒结合到细菌表面，产生强荧光信号。由于 Si 纳米棒高长径比可负载更多染料，该方法可实现单菌水平检测，并有望用于食品安全和生物医学诊断。
英文摘要
We present a novel and effective food-borne bacteria detection method. A hetero-structured silicon/gold nanorod array fabricated by the glancing angle deposition method is functionalized with anti-Salmonella antibodies and organic dye molecules. Due to the high aspect ratio nature of the Si nanorods, dye molecules attached to the Si nanorods produce an enhanced fluorescence upon capture and detection of Salmonella. This bio-functional hetero-nanorod detection method has great potential in the food safety industry as well as in biomedical diagnostics.