组成图示
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传感器类型
压电(QCM)生物传感器
检测对象
EBNA-1蛋白（Epstein-Barr nuclear antigen 1, EBNA-1）；样品基质：缓冲液、人血清（抗干扰测试）
检测原理
传感器以 QCM-D 金电极为换能器，金表面自组装 5′-巯基化 DNA 探针，并用 6-MHO 封闭。EBNA-1 与 DNA 探针特异性结合后，电极表面质量增加，引起共振频率下降和耗散变化，实现无标记检测。为放大信号，结合 EBNA-1 后依次加入抗 EBNA-1 单克隆抗体和抗小鼠 IgG-AP 二抗，形成免疫级联；AP 催化 BCIP 氧化水解，生成不溶性靛蓝衍生物并沉积在电极表面，使质量信号显著放大。放大后频率变化与 EBNA-1 浓度对数呈线性，从而降低检出限。
检测灵敏度
LOD: 50 ng/mL（无标记）；LOD: 0.5 ng/mL（放大）；线性范围: 50 ng/mL–1 µg/mL（无标记）；线性范围: 0.5–10 ng/mL（放大，对数线性）；R^2 = 0.994（放大）
效应效果
该传感器选择性良好：无 DNA 探针的 6-MHO 封闭电极对 EBNA-1 无可测频率变化；放大体系缺少抗 EBNA-1 单抗时几乎无信号，说明非特异吸附低。未稀释人血清未产生显著非特异放大，显示抗血清蛋白干扰能力。实验至少重复 3 次并给出标准偏差，如无标记 50 ng/mL 时频率变化 −1.2±0.21 Hz，放大 0.5 ng/mL 时 −3.3±1.3 Hz。原文未报告 RSD、稳定性、实际样品回收率及与 ELISA/HPLC/qPCR 对比。其价值是快速直接定量 EBV 相关肿瘤中持续表达的 EBNA-1。
传感器的构成
- 基底/换能器：石英晶体微天平-耗散（QCM-D）金电极（Au），提供压电换能与自组装表面
- 识别元件：5′-巯基化 DNA 探针（DNA probe），模拟 EBV 基因组回文靶位点并特异性结合 EBNA-1
- 封闭层：6-巯基-1-己醇（6-MHO），封闭未反应 Au 表面并降低非特异结合
- 一抗标记层：抗 EBNA-1 小鼠单克隆抗体（anti-EBNA-1 mAb），识别已结合 EBNA-1 并提供二抗结合位点
- 二抗放大层：抗小鼠 IgG-碱性磷酸酶（anti-mouse IgG-AP），结合一抗并携带 AP 催化底物
- 底物沉积层：5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸盐（BCIP），经 AP 催化氧化水解生成不溶性靛蓝衍生物沉积
- 封闭/抗干扰剂：10% (v/v) 兔血清（rabbit serum），降低抗体非特异吸附
中文摘要
EBV 与多种恶性肿瘤相关，EBNA-1 在所有 EBV 相关肿瘤中持续表达，是潜在诊断标志物。本文报道一种基于 DNA 探针和石英晶体微天平-耗散（QCM-D）的无标记 EBNA-1 蛋白生物传感器。将模拟 EBV 基因组回文靶位点的 5′-巯基化 DNA 探针自组装于 QCM-D 金电极表面，并用 6-巯基-1-己醇（6-MHO）封闭未反应金表面。EBNA-1 与 DNA 探针结合后引起电极质量增加，QCM-D 频率下降，实现无标记检测，检出限为 50 ng/mL。为进一步提高灵敏度，采用抗 EBNA-1 单克隆抗体和碱性磷酸酶（AP）标记的二抗进行级联放大，AP 催化 5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸盐氧化水解，在电极表面沉积不溶性靛蓝衍生物，使检出限降至 0.5 ng/mL。该传感器可用于快速、直接定量 EBNA-1。
英文摘要
Epstein-Barr virus (EBV) is a human herpes virus that has been associated with several malignancies as Burkitt's lymphoma, nasopharyngeal carcinoma and Hodgkin's disease. All EBV associated malignancies showed a distinct viral gene expression pattern, while Epstein-Barr nuclear antigen 1 (EBNA-1) is constitutively expressed in all such disorders. Here, the development of a biosensor to detect EBNA-1 protein is reported, which was based on a nucleic acid bioreceptor and a quartz crystal microbalance with a dissipation monitoring (QCM-D) transducer. The DNA probe for EBNA-1 detection was designed and synthesized to mimic its palindromic target sites in the EBV genome. This DNA probe was immobilized on the Au-surface of a QCM-D electrode, followed by the blocking of the accessible Au-surface with 6-mercapto-1-hexanol (6-MHO). The system showed a limit of detection of 50 ng/mL in direct detection of EBNA-1, however, the sensitivity was improved by 2 orders of magnitude (0.5 ng/mL) when an amplification cascade, employing antibodies labeled with alkaline phosphatase (AP), was applied to the system.