组成图示
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传感器类型
其他（纳米结构法布里-珀罗干涉仪生物传感器）
检测对象
猪免疫球蛋白G（porcine IgG），样品基质为PBS缓冲液
检测原理
该传感器以蛋白A作为识别元件，固定于Au/AAO纳米孔表面。猪IgG进入FPI腔体后与蛋白A特异性结合，使纳米孔层内生物分子量增加，局部有效折射率上升，等效于纳米结构层有效光学厚度（EOT）增加。FPI由PDMS上板与玻璃/AAO下板构成，白光在腔内多次反射形成干涉光谱；EOT变化导致反射干涉条纹发生位移。Au薄膜在纳米孔表面激发局域表面等离子共振（LSPR），增强光场与信号对比度，AAO纳米孔则增大传感面积和敏感深度。光谱仪采集反射光谱，经傅里叶变换后峰值位置对应EOT，ΔEOT随猪IgG浓度升高而增大；10 pg/mL时ΔEOT仍约256 nm，因此LOD低于10 pg/mL。
检测灵敏度
LOD: lower than 10 pg/mL（原文：should be lower than 10 pg/mL for IgG-protein A binding）；10 pg/mL时ΔEOT约256 nm
效应效果
该传感器在PBS缓冲液中实时监测蛋白A与猪IgG结合。SEA BLOCK封闭后，对蛋白A和IgG均无显著结合，干涉条纹几乎不位移，表明特异性良好。作者报告清洗后重复测量3次以检查重复性，但未给出RSD。与传统FPI相比，Au/AAO纳米结构使自由光谱范围（FSR）提高约20倍（约3 nm至约60 nm）、精细度提高约2倍、对比度提高约4倍；传感面积至少增大两个数量级，光学敏感深度达1–5 μm，较P-SPR约大100倍。10 pg/mL猪IgG仍产生约256 nm ΔEOT，LOD低于10 pg/mL，作者认为可用于无标记蛋白相互作用检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃基底（glass substrate），承载AAO纳米孔层并作为FPI下反射面
- 纳米孔修饰层：阳极氧化铝（AAO）纳米孔层，孔径约50 nm、间距约50 nm，锚定在玻璃上，增大传感面积并扩展光学敏感深度
- 金属增强层：铬（Cr）粘附层约5 Å与金（Au）薄膜20–50 Å，涂覆AAO表面，通过局域表面等离子共振增强光学信号
- 识别元件：蛋白A（protein A）固定于Au/AAO纳米孔表面，作为捕获蛋白与IgG特异性结合
- 封闭剂：SEA BLOCK封闭缓冲液（含钢头鲑血清、PBS、0.1%叠氮化钠），封闭未结合位点，降低非特异结合
- 微流控腔体：聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控芯片，与纳米孔层键合形成约50 μm FPI腔隙，用于液体输送和封闭腔体
- 信号读出：白光光源与光谱仪（Ocean Optics USB4000）测量反射干涉光谱，FFT提取有效光学厚度（EOT）变化
中文摘要
本文报道一种基于聚合物纳米结构法布里–珀罗干涉仪（FPI）的无标记生物传感器。与传统FPI不同，其腔体内集成一层金包覆纳米孔结构。金包覆纳米结构层通过局域表面等离子共振效应以及显著增大的传感面积（至少比传统FPI大两个数量级）增强光学转换信号。作者以蛋白A与免疫球蛋白G（IgG）结合为模型，将蛋白A固定于纳米结构层表面，实时监测其与猪IgG结合引起的有效折射率变化，表现为反射干涉条纹位移。实验结果表明，该传感器对IgG–蛋白A结合的检出限应低于10 pg/mL，展示了用于无标记生物分子相互作用检测的潜力。
英文摘要
A polymer nanostructured Fabry-Perot interferometer (FPI) based biosensor is reported. Different from a conventional FPI, the nanostructured FPI has a layer of Au-coated nanopores inside its cavity. The Au-coated nanostructure layer offers significant enhancement of optical transducing signals due to the localized surface plasmon resonance effect and also due to the significantly increased sensing surface area, which is up to at least two orders of magnitude larger than that of a conventional FPI-based biosensor. Using this technical platform, the immobilization of captures proteins (protein A) on the nanostructure layer and their binding with immunoglobulin G (IgG) has been monitored in real time, resulting in the shift of the interference fringes of the optical transducing signals. Current results show that the limit-of-detection of the biosensor should be lower than 10 pg/mL for IgG-protein A binding.