组成图示
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传感器类型
其他（金纳米颗粒局域等离子体光散射阵列生物传感器）
检测对象
抗过敏原IgG抗体（anti-allergen IgG antibodies，包括抗Fel d1-IgG、抗Der p1-IgG、抗Ara h1-IgG）；抗BSA抗体（anti-BSA, aBSA）；样品基质：全血（whole blood）、血清（sera，含去脂血清）
检测原理
该传感器利用金纳米颗粒的局域表面等离子体光散射作为换能机制。金纳米颗粒阵列经DTSP活化并固定过敏原后，样品中的抗过敏原IgG与对应过敏原特异性结合，使颗粒表面局部介电环境发生变化，散射光强度随结合量增加而改变。CCD相机在暗场照明下记录各通道动力学曲线。FBR通道用于校正温度、照明强度和样品整体折射率变化，Can f1通道作为特异性参考，扣除假阳性或假阴性背景。加入二级抗IgG检测抗体形成夹心结构，增加界面结合质量并放大信号，从而降低检测限。针对全血样品，采用从基底背面成像的方式减少血细胞对光路的散射和吸收干扰。
检测灵敏度
LOD: 2 nM（secondary anti-IgG detection antibodies）；LOD: 7 nM（anti-Ara-h1-IgG）；LOD: 425 nM（anti-Fel-d1-IgG）；可检测浓度: 25 nM（Fel d1、Der p1、Ara h1）
效应效果
该传感器可在10%全血/PBS加标样品中检测25 nM抗Fel d1-IgG、抗Der p1-IgG和抗Ara h1-IgG，Can f1通道作为特异性参考。FBR通道校正温度、照明和折射率波动，但全血非特异吸附造成基线偏移，结合Can f1参考扣除后作者称可恢复100%灵敏度和特异性。全血细胞干扰前向成像，背面成像降低噪声。传感器可重复使用3–4个周期，每周期灵敏度下降10%–15%。初级结合信号贡献为1%–3%，加入二级抗IgG检测抗体后增至12%–34%，检测限降至2 nM。作者认为该平台有望用于无需样品制备的即时多标志物全血筛查。
传感器的构成
- 基底/换能器：透明基底与棱镜/全内反射元件，承载金纳米颗粒阵列并耦合近场照明
- 纳米材料修饰层：金纳米颗粒（Au NPs）沉积形成96个传感斑点，提供局域等离子体光散射换能
- 活化交联层：双硫代琥珀酰亚胺丙酸酯（DTSP）活化金纳米颗粒表面，用于共价固定蛋白
- 识别元件：喷墨打印过敏原 Fel d1、Der p1、Ara h1、Can f1 及非特异参考纤维蛋白原（FBR），捕获目标 IgG
- 信号标记物：抗 IgG 检测抗体（anti-IgG）作为二级检测抗体，形成夹心结构增强信号
- 样品通道：流动池（flow cell）引导全血或血清样品流过传感表面
- 信号读出：暗场照明与 CCD 相机记录金纳米颗粒散射光强度变化
中文摘要
本文报道了一种基于金纳米颗粒局域等离子体光散射的无标记阵列生物传感器，用于在全血和血清中检测过敏原特异性IgG抗体。传感阵列由沉积在基底上的金纳米颗粒组成，经双硫代琥珀酰亚胺丙酸酯（DTSP）活化后，通过喷墨打印固定猫毛屑（Fel d1）、尘螨（Der p1）、花生（Ara h1）和狗毛屑（Can f1）四种过敏原，并设置参考通道。样品流过传感表面时，目标抗过敏原IgG与对应过敏原结合，改变金纳米颗粒表面局部介电环境，使散射光强度发生可记录变化。实验在25 nM抗体浓度下观察到Fel d1、Der p1和Ara h1通道的特异性响应，Can f1通道作为参考对照。引入二级抗IgG检测抗体后，检测限降至2 nM。结果表明，该纳米颗粒散射多路阵列可用于无需预处理的复杂血液样品筛查，具有潜在即时检测应用价值。
英文摘要
A gold nanoparticle, localised plasmon array biosensor using light scattering has been employed in the detection of allergen-specific antibodies in whole blood and sera. The array sensor was functionalized with four different allergens, cat dander (Fel d1), dust mite (Der p1), peanut allergen (Ara h1) and dog dander (Can f1) and immuno-kinetic assay was performed to detect their respective anti-allergen IgG antibodies. Specific positive responses to antibodies at a concentration of 25 nM were observed for Fel d1, Der p1, and Ara h1 allergens, while the Can f1 channel served as a reference control. The sensitivity was further enhanced using a secondary anti-IgG detection antibodies to give a limit of detection of 2 nM. The results indicate the potential for nanoparticle scattering multiplexed arrays to screen unprepared blood samples at point-of-care for assays of complex samples such as the whole blood.