组成图示
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传感器类型
其他（光学环谐振器生物传感器）
检测对象
CD4+ T淋巴细胞（CD4+ T-Lymphocytes）、CD8+ T淋巴细胞（CD8+ T-Lymphocytes）、CD4+ T淋巴细胞裂解物（CD4+ T-Lymphocyte cell lysis）；样品基质：健康人全血分离白细胞，PBS缓冲液（模拟HIV感染者T细胞浓度）
检测原理
OFRR利用锥形光纤将1550 nm激光耦合进石英毛细管，激发低损耗回音壁模式（WGM）。WGM的倏逝场从毛细管内壁向外延伸约100 nm，因此玻璃壁需减薄至4 µm以下，使场与微流控通道内样品相互作用。内表面经3-APS、DMP和protein G修饰后固定CD4或CD8抗体。当CD4+或CD8+ T细胞流经通道时，细胞表面受体与抗体结合，在传感区域形成生物分子/细胞层，改变通道有效折射率neff。根据λ=2πreffneff/l，neff变化引起WGM谐振波长λ漂移。锥形光纤输出端光强凹陷位置被光探测器实时记录，从而无标记地反映细胞浓度。裂解CD4+细胞可使受体更均匀到达传感区，降低结合波动。
检测灵敏度
灵敏度斜率（BRIS）: 21.9 nm RIU−1；检测范围: CD4+ 约160–320 cells/µL；CD8+ 250–>1000 cells/µL
效应效果
该传感器以稀释血清和红细胞作为阴性对照，显示对CD4+和CD8+ T细胞结合具有特异性。细胞活力经台盼蓝染色评估，实验过程中保持较高活力。CD4+完整细胞和CD8+检测的误差棒基于10次测量的标准差，CD4+裂解检测基于5次测量；裂解后误差棒减小，说明受体到达更均匀。检测时间约30 min，流速1 µL/min，样品用量小。作者认为其检测范围覆盖医学相关浓度，与流式细胞仪等高端设备相比具有低成本、易使用、快速和小样本优势，适合资源有限地区用于HIV进展的CD4/CD8计数监测。
传感器的构成
- 基底/换能器：石英玻璃毛细管（silica glass tube/quartz tube），经CO2激光拉制为外径150 µm毛细管，HF蚀刻减薄壁至数微米，形成微流控通道与光学环谐振器，支持WGM。
- 光耦合换能器：锥形光纤（tapered optical fiber，SMF-28拉制，直径约3.5 µm）与OFRR接触，耦合1550 nm可调谐二极管激光激发WGM。
- 表面活化层：2% HF处理内表面并乙醇清洗，活化玻璃表面并引入可反应基团。
- 硅烷化修饰层：3-APS（3-aminopropyltrimethoxysilane）4%溶于10%乙醇，20 min硅烷化，提供氨基。
- 交联定向层：DMP（dimethyl pimelimidate dihydrochloride）交联protein G（1 mg/mL PBS）到表面，定向抗体以提高受体结合效率。
- 识别元件：CD4小鼠单克隆IgG抗体或CD8小鼠单克隆抗体，固定于内表面，特异性结合CD4+或CD8+ T细胞表面受体。
- 信号标记物：无（无标记检测），信号来自细胞结合引起的折射率变化。
中文摘要
本文报道了一种基于光流控环谐振器（OFRR）的无标记检测方法，用于检测CD4+和CD8+ T淋巴细胞完整细胞以及CD4+ T淋巴细胞裂解物。OFRR传感平台将微流控与光子学相结合，利用环谐振器中的低损耗回音壁模式（WGM）倏逝场监测微流控通道内折射率变化，具有样品用量小、检测时间短的特点。实验中从健康人全血中分离白细胞，并将浓度调整至模拟HIV感染者T淋巴细胞水平。通过在OFRR内表面固定CD4和CD8抗体，实现对相应T细胞表面受体的特异性捕获。传感结果表明，在医学相关浓度范围内可良好检测CD4+和CD8+ T淋巴细胞，检测时间约30分钟。该工作有望发展为快速、低成本的检测设备，用于提供CD4和CD8计数以评估HIV进展。
英文摘要
We have demonstrated label free detection of CD4+ and CD8+ T-Lymphocyte whole cells and CD4+ T-Lymphocyte cell lysis using the optofluidic ring resonator (OFRR) sensor. The OFRR sensing platform incorporates microfluidics and photonics in a setup that utilizes small sample volume and achieves a fast detection time. In this work, white blood cells were isolated from healthy blood and the concentrations were adjusted to match T-Lymphocyte levels of individuals infected with HIV. Detection was accomplished by immobilizing CD4 and CD8 antibodies on the inner surface of the OFRR. Sensing results show excellent detection of CD4+ and CD8+ T-Lymphocyte cells at medically significant concentrations with a detection time of approximately 30 minutes. This work will lead to a rapid and low-cost sensing device that can provide a CD4 and CD8 count as a measure of HIV progression.