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
其他（多孔硅免疫传感器）
检测对象
Goat anti-human IgG（山羊抗人 IgG），样品基质为 0.05% Tween 20 的 PBS 缓冲液
检测原理
多孔硅（PS）表面先经 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）硅烷化，形成含氨基的有机硅烷层；随后戊二醛与表面氨基及 Human IgG 抗体上的氨基发生交联，将抗体共价固定于 PS 表面。当 Goat anti-human IgG 抗原与固定抗体特异性结合时，PS 表面化学组成、电荷分布和表面态发生变化，进而影响多孔硅的光致发光（PL）强度/峰位或表面电子结构。抗原浓度越高，表面免疫复合物越多，PL 信号或 XPS 中 C(1s)/N(1s) 信号变化越明显，Si(2p) 信号越弱。BSA 封闭减少非特异吸附，PS 高比表面增强识别事件。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
作者称该生物功能化 PS 可检测不同浓度 Goat anti-human IgG 抗原，并具有良好的重现性。APTS 修饰提高了 PS 的化学稳定性：正常环境中 PL 衰减率 ΔPL/PLi 为 0.51，低于新鲜 PS 的 0.65；潮湿环境中为 0.50，低于新鲜 PS 的 0.71。FTIR 显示 Si–H 峰消失并出现 CH2 与 NH2 振动峰，XPS 显示 N(1s) 和 C(1s) 信号增强、Si(2p) 信号减弱，证明抗体成功固定。论文未报告 RSD、实际样品回收率、选择性或与 ELISA/HPLC/qPCR 的对比。作者强调 PS 成本低、与集成电路工艺兼容、比表面大，适合用于免疫传感器。
传感器的构成
- 基底/换能器：硼掺杂 p 型单晶硅（100）Si 晶圆，背面蒸镀 Al 欧姆接触，作为阳极氧化基底与换能器。
- 多孔硅层：电化学阳极氧化制备的多孔硅（PS）薄膜，孔隙率 68–95%，提供高比表面和光学/电子响应。
- 硅烷化修饰层：3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）热沉积，形成 O–Si–CH2–CH2–CH2–NH2，引入氨基并稳定表面。
- 交联层：2.5% 戊二醛（glutaraldehyde，pH 7），连接表面氨基与抗体氨基，实现共价固定。
- 识别元件：人免疫球蛋白 G（Human IgG）抗体，固定于 PS 表面用于识别 Goat anti-human IgG。
- 封闭剂：0.1% 牛血清白蛋白（BSA），封闭非特异结合位点并提高亲水性。
- 清洗/孵育介质：0.05% Tween 20 的 PBS 缓冲液，用于清洗和抗原孵育。
中文摘要
本研究以硼掺杂 p 型单晶硅为基底，通过电化学阳极氧化制备纳米结构多孔硅（PS）薄膜，并利用光致发光（PL）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和 X 射线光电子能谱（XPS）系统表征其结构、表面化学与稳定性。研究发现，在优化阳极氧化电流密度下获得的 PS 薄膜具有较高 PL 强度、良好机械强度和氢钝化表面，适合生物功能化。PS 表面采用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）进行热硅烷化，引入高密度反应性氨基；随后以 2.5% 戊二醛作为交联剂，将人免疫球蛋白 G（Human IgG）抗体共价固定于 PS 表面，并用 0.1% 牛血清白蛋白（BSA）封闭。XPS 中 Si(2p) 信号减弱、C(1s) 和 N(1s) 信号增强证明抗体成功固定。该生物功能化 PS 材料可用于检测不同浓度抗原，并显示良好重现性，为低成本、与集成电路兼容的多孔硅免疫传感器提供了可行方案。
英文摘要
In this work by means of PL, FTIR and XPS techniques, state-of-the-art porous silicon (PS) films with good mechanical and optical properties have been effectively utilized for the biofunctionalization purpose for its possible application in immunosensors. The functionalization of the PS surface has been achieved by silanization process using aminopropyltriethoxysilane (APTS) as a precursor. The presence of reactive amino groups on the PS surface along with glutaraldehyde as a linker aids in the covalent binding of the antibody (Human IgG) onto the PS surface. Different antigen concentrations can be detected with a good reproducibility with this technique which opens a huge possibility of using this biofunctionalized material for future biosensors.