组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
抗牛免疫球蛋白G（anti-bovine IgG，anti-bIgG）；样品基质：稀释人血清（1/40 HS）和稀释人乳（1/100 HM）
检测原理
金芯片上MUA自组装层经NHS/EDAC活化后，通过氨基偶联共价固定牛IgG微阵列。样品中抗牛IgG与bIgG特异性结合，使金表面质量/折射率增加，改变表面等离子共振条件，在635 nm固定角度下反射率变化（Δ%R）增大。SPRi成像记录阵列各斑点反射率变化，形成传感图和差分图像。参考斑点记录基质非特异吸附，Data Analyzer对每个斑点61个ROI进行预分析，比较基质单独与加标信号，选择特异性/非特异比值最佳ROI，自动扣除基质背景。信号随anti-bIgG浓度增加而增大，在0.1–1.0 mg/L范围内线性。
检测灵敏度
缓冲液: 线性范围 0.1–1.0 mg L−1；DL: 0.04 mg L−1（最小可靠 SPRi 信号 0.06 Δ%R，基线 SD = ±0.02 Δ%R）。人血清(1/40): 线性范围 0.1–1.0 mg L−1；R2 = 0.998；DL: 0.07 mg L−1（未稀释血清约 2.8 mg L−1）。人乳(1/100): 线性范围 0.1–1.0 mg L−1；R2 = 0.997；DL: 0.11 mg L−1（未稀释人乳 11 mg L−1）。
效应效果
该传感器在缓冲液中CVav%=5.9；1/40人血清CVav%=3；1/100人乳CVav%=5.6。10 mg/L抗人IgG阴性对照在牛IgG受体上信号可忽略，选择性良好。血清非特异信号约Δ%R=5且不随分析物浓度变化，可扣除；人乳非特异吸附更高。除稀释外无需前处理，在0.1–1.0 mg/L线性定量。未稀释血清可检测阈值约2.8 mg/L，低于临床值（最高258 mg/L、中位19 mg/L）；未稀释人乳DL为11 mg/L。与缓冲液相比，0–0.5 mg/L有正偏差，约0.5 mg/L后减弱，人乳定量与缓冲液基本一致。作者认为SPRi适合复杂生物流体中蛋白快速、可重复、定量检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：SF-10 金芯片（gold chip），提供 SPR 成像表面并记录反射率变化（Δ%R）
- 自组装单分子层：11-巯基十二烷酸（MUA，1 mM）自组装单层，提供羧基用于蛋白共价固定
- 活化偶联层：N-羟基琥珀酰亚胺（NHS，50 mM）与 1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDAC，200 mM）活化 MUA 羧基，实现氨基偶联
- 识别元件：牛 IgG（bovine IgG，bIgG）微阵列斑点（150 ppm，10 mM 醋酸钠 pH 5.0），特异性捕获抗牛 IgG
- 参考斑点：无受体斑点（仅固定液），用于记录并扣除基质非特异吸附
- 封闭剂：乙醇胺盐酸盐（EA，1 mM，pH 8.0）处理 20 min，封闭未反应位点
- 结合缓冲液：HEPES 10 mM、Tween 20 0.1%、pH 7.4，用于样品结合与冲洗
- 信号读出：SPRi-Lab+ 在 635 nm 固定角度记录反射率变化（Δ%R），SPRi-View L 3.1.0 与 Data Analyzer 软件分析
中文摘要
本文报道了一种基于表面等离子共振成像（SPRi）的生物传感器，用于在仅稀释、未经其他处理的人血清和母乳中直接检测抗牛免疫球蛋白G（anti-bovine IgG，anti-bIgG）。儿童血清中牛乳抗体水平升高可能与1型糖尿病相关，传统检测多依赖间接免疫分析。该传感器先在标准样品中优化，再用于未处理人乳中的直接检测。核心创新是将此前用于标准溶液SPRi信号采样的“Data Analyzer”方法首次应用于真实基质，通过实验性、事前评估基质效应：对微阵列受体斑点进行精细成像与逐点分析，选择特异性/非特异性信号比值最佳区域，从而自动扣除非特异结合贡献。利用SPRi图像分析优势量化并最小化基质效应，除稀释外无需其他样品前处理，实现复杂生物流体中抗牛IgG的选择性、可重复定量检测。
英文摘要
Only few papers deal with Surface Plasmon Resonance imaging (SPRi) direct detection on complex matrices, limiting the biosensor application to real analytical problems. In this work a SPRi biosensor for anti-bovine IgG detection in untreated human bodily fluids, i.e. diluted human serum and milk, was developed. Enhanced levels of cow's milk antibodies in children's serum are suspected for their possible correlation with Type 1 diabetes during childhood and their detection in real samples was up to now performed by classical immunoassays based on indirect detection. The biosensor was optimised in standard samples and then in untreated human milk for anti-bovine IgG direct detection. The key novelty of the work is the evaluation of matrix effect by applying to real samples an experimental and ex ante method previously developed for SPRi signal sampling in standard solutions, called "Data Analyzer"; it punctually visualises and analyses the behaviour of receptor spots of the array, to select only spot areas with the best specific vs. unspecific signal values. In this way, benefits provide by SPRi image analysis are exploited here to quantify and minimise drawbacks due to the matrix effect, allowing to by-pass every matrix pre-treatment except dilution.