组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
DNA 序列（poly(A)15 目标 DNA；非互补 poly(G)15 对照），磷酸盐缓冲液/流池样品溶液（10 μL）
检测原理
Aβ1-40 单体在生理条件下自组装为蛋白纳米纤维，并与生物素化 Aβ1-40 共组装，在纤维表面提供生物素位点。链霉亲和素（Stv）或 AF555-Stv 通过生物素-链霉亲和素作用连接生物素化 poly(T)15 探针。目标 poly(A)15 与探针杂交形成双链 DNA，YOYO-1 嵌入双链后产生荧光。TIRFM 以 488 nm 激发 YOYO，荧光强度随目标 DNA 浓度增加而增强。纳米纤维将随机扩散的分析物捕获到线状区域，起到在线预浓缩和信号增强作用；多纤维同时成像提高通量。编码纤维中 FAM/TAMRA 标记段作为荧光条码，在 488/532 nm 双色激发下区分不同检测通道，实现多重识别。
检测灵敏度
LOD: 183 fM in 10 μL；R^2 = 0.9989（DNA 检测）；R^2 = 0.9998（AF555-Stv 检测）
效应效果
该传感器对目标 poly(A)15 校准曲线线性良好，R^2=0.9989，LOD 为 183 fM（10 μL）。选择性实验中，250 pM 非互补 poly(G)15 信号显著低于同浓度目标，接近空白。样品量低于 10 μL，无需前处理；YOYO 对单链 DNA 亲和低，检测可免洗。优化显示 20% 生物素化 Aβ 与 200 倍稀释纤维密度信号最佳。每条纤维为独立传感单元，可同时监测大量纤维，实现高通量；BTB 与 BFB 编码纤维在双色 TIRFM 下分别呈黄/红/黄和黄/绿/黄，支持多重检测。作者认为可替换 LNA/PNA 探针提高单碱基错配分辨，并拓展至抗体或受体检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃盖玻片流池（Corning No.1 22×22 cover glass，双胶带流池）；毛细作用固定纤维并提供 TIRFM 成像基底。
- 纳米材料修饰层：Aβ1-40 蛋白纳米纤维（Aβ1-40 fibrils）；由单体在 37℃磷酸盐缓冲液自组装形成，作为一维传感支架。
- 功能化修饰层：生物素化 Aβ1-40（biotin-Aβ1-40）共组装段；提供生物素位点用于连接探针。
- 编码识别层：FAM/TAMRA 标记 Aβ1-40（FAM-Aβ1-40/TAMRA-Aβ1-40）中段；作为荧光条码识别区。
- 识别元件：链霉亲和素（Stv）/Alexa Fluor 555-链霉亲和素（AF555-Stv）；桥接生物素与生物素化 DNA 探针，AF555-Stv 用于定位/编码。
- 识别探针：生物素化 poly(T)15 DNA 探针（biotinylated-poly(T)15）；捕获目标 poly(A)15。
- 信号标记物：YOYO-1 碘化物（YOYO-1 iodide）；嵌入杂交双链 DNA 产生荧光。
- 封闭剂：PBS-1% BSA；减少非特异吸附。
中文摘要
本文报道了一种由天然 β-淀粉样蛋白（Aβ）肽与生物素化 Aβ 肽共组装形成的一维纳米纤维阵列，用于生物分子传感。生物素基团使多种生物分子探针可连接至纳米纤维，从而将蛋白自组装体转化为微型生物传感器。作者将 DNA 探针固定于纤维上，用于检测互补 DNA 序列；所构建的“DNA-纳米阵列”在 10 μL 样品中达到亚阿摩尔级检出限（183 fM），且无需样品前处理。此外，作者制备了具有多段多功能性的交替编码 Aβ 纳米纤维，其可被不同荧光染料标记并用于条形码识别，从而实现生物分子的多重检测。由于每条蛋白纳米纤维代表一个独立检测单元，利用双色 TIRFM 同时监测大量单纤维，可实现高通量检测。
英文摘要
A one-dimensional nanofibrillar array formed by the co-assembly of native and biotin-functionalized beta-amyloid (Aβ) peptide was developed for biomolecule sensing. With the presence of biotin moiety, a variety of biomolecular probes can be conjugated onto the nanofibrils, thus converting the protein assembly into a miniature biosensor. In this work, DNA probes were immobilized onto the fibril for the detection of cDNA sequences. The as-developed "DNA-nanoarray" achieved a detection limit at subattomole level (183 fM in 10 μL). This highly sensitive, yet simple, assay requires a trace amount of sample consumption (<10 μL) and is pretreatment-free. In addition, we reported the preparation of alternate-segmented amyloid nanofibrils with multifunctionality. The fibrils hereby serve as an encoded template that can be visualized with various fluorescence labeling dyes for barcode recognition purpose, and, hence, multiplex detection of biomolecules was achieved. Regarding that each protein nanofibril represents a single detection platform, a large number of single fibrils simultaneously are monitored with the dual-color TIRFM in a high-throughput manner.