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
心肌肌钙蛋白T（cardiac troponin T, cTnT）；样品基质：D-PBS（磷酸盐缓冲盐水），另以人血清白蛋白（HSA）作抗污对照
检测原理
该传感器采用无标记SPR检测。金表面先形成OEG/MHDA混合SAM：OEG通过水化层和零净电荷抑制非特异蛋白吸附，MHDA提供羧基。EDC/NHS将MHDA羧基活化为活性酯，与心肌肌钙蛋白T抗体的氨基共价结合，形成识别层。当样品中的cTnT流过芯片时，与固定抗体特异性结合，使界面质量与局部折射率增加，导致SPR共振角发生偏移。cTnT浓度越高，结合质量越大，共振角偏移越大；在低于50 μg/mL范围内呈线性（y=0.0054x+0.0004，R=0.991）。检测无需酶或荧光标记，2 min内达到平台，抗污表面降低HSA非特异吸附，提高信噪比。
检测灵敏度
LOD: 100 ng mL−1；线性范围: 低于 50 μg mL−1；灵敏度斜率: 0.0054；R = 0.991, P < 0.0009
效应效果
混合SAM未出现相分离，OEG堆积密度为82%，表现出强抗污能力。1 mg/mL HSA吸附实验中，裸Au、混合SAM和抗体固定表面的共振角偏移分别为0.166°、0.048°和0.025°；混合SAM使蛋白污损降低71%，抗体固定表面降低85%，非特异结合蛋白量约0.025 ng/mm²。50 μg/mL HSA对照未检测到非特异结合，说明选择性良好。cTnT检测在2 min内达到平台，线性相关R=0.991（P<0.0009），LOD为100 ng/mL。作者认为该无标记SPR平台准确、重现性好，适合快速临床诊断，但LOD尚不足以检测更低浓度。
传感器的构成
- 基底/换能器：金芯片（Au）作为SPR换能基底，承载自组装层并产生共振角信号
- 混合自组装单分子层：OEG终止烷硫醇（(1-mercaptoundec-11-yl)tetra(ethylene glycol), OEG）与16-巯基十六酸（MHDA）在Au上形成均相SAM，OEG提供抗污，MHDA提供羧基
- 活化层：EDC/NHS活化MHDA羧基，形成活性酯位点用于抗体共价固定
- 识别元件：心肌肌钙蛋白T抗体（cardiac troponin T antibody, cTnT Ab）通过氨基与活化羧基结合，特异性识别cTnT
- 信号读出：SPR仪器（Navi 200, BioNavis）监测共振角偏移/传感图，实现无标记定量
中文摘要
设计具有高抗污能力、高亲和力和高特异性的表面识别层是制备高灵敏度生物传感换能器的重要问题。本研究在金（Au）表面构建由聚乙二醇（OEG）终止烷硫醇与巯基十六酸（MHDA）组成的均相混合自组装单分子层（SAM），用于固定心肌肌钙蛋白T抗体，并采用表面等离子共振（SPR）技术无标记检测心肌肌钙蛋白T。混合SAM未出现相分离，并表现出对人血清白蛋白（HSA）的抗吸附能力，尤其在抗体固定后的表面更为显著。X射线光电子能谱显示，混合SAM中OEG的化学组成比例为69%，OEG堆积密度为82%。在SPR仪器上，肌钙蛋白T在低于50 μg/mL浓度范围内与共振角偏移呈良好线性关系（R=0.991，P<0.0009），检出限为100 ng/mL。结果表明，该混合SAM按设计发挥功能，具有高检测能力、高准确性和重现性，并在2 min内实现无标记快速检测，具有用于快速临床诊断的潜力。
英文摘要
Designing a surface recognition layer with high anti-fouling ability, high affinity, and high specificity is an important issue to produce high sensitivity biosensing transducers. In this study, a self-assembled monolayer (SAM) consisting of a homogeneous mixture of oligo(ethylene glycol) (OEG)-terminated alkanethiolate and mercaptohexadecanoic acid (MHDA) on Au was employed for immobilizing troponin T antibody and applied in detecting cardiac troponin T by using surface plasmon resonance (SPR). The mixed SAM showed no phase segregation and exhibited human serum albumin resistance, particularly with an antibody-immobilized surface. X-ray photoemission spectra revealed that the chemical composition ratio of OEG to the mixed SAM was 69% and the OEG packing density was 82%. The specific binding of troponin T on the designed surface indicated a good linear correlation (R=0.991, P<0.0009) at concentrations lower than 50 μgmL(-1) with the limit of detection of 100 ngmL(-1) using a SPR measuring instrument. It is concluded that the mixed SAM functions as designed since it has high detection capability, high accuracy and reproducibility, as well as shows strong potential to be applied in rapid clinical diagnosis for label-free detection within 2 min.