组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
人免疫球蛋白G（human IgG，IgG）；样品基质为PBS缓冲液（pH 7.4）及人IgG标准品/血清
检测原理
该传感器基于透射表面等离子共振（TSPR）与电化学联用。镀金光栅在p偏振光下激发表面等离子体，透射峰强度对金膜/光栅界面介电常数和厚度敏感。PP3C导电聚合物膜电聚合于金表面，其羧基经EDC/NHS活化后共价固定抗人IgG。当人IgG与抗体结合时，界面生物分子质量增加，局部介电常数和有效厚度改变，使TSPR透射峰强度上升，信号随人IgG浓度增加。恒定电位使PP3C发生掺杂/去掺杂，膜发生膨胀/收缩，改变链内结合位点可及性，从而提高抗体-抗原结合效率并放大TSPR响应。整个过程无需标记，可实时监测成膜、固定、封闭和结合。
检测灵敏度
LOD: 未明确报告；可检测浓度: 1 ng/mL；动态范围: 1–1×10^3 μg/mL；线性: 在−0.2、0.3、0.6 V恒定电位下均获得线性（未报告斜率与R^2）
效应效果
该传感器以TSPR透射峰强度变化作为无标记实时信号，表面修饰步骤均引起透射峰强度增加。与MUA自组装单分子层标准系统相比，PP3C膜上抗人IgG/人IgG结合表现出更高灵敏度，动态范围为1–1×10^3 μg/mL，1 ng/mL人IgG仍可检测，但该低浓度区间未获得线性。在−0.2、0.3和0.6 V恒定电位下，透射强度变化与人IgG浓度均呈线性，说明电位调控PP3C膜膨胀/收缩可打开更多结合位点并增强结合。论文未报告选择性、抗干扰、稳定性、RSD、实际样品回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的定量对比，但强调装置简单、成本低、可原位监测生物分子相互作用，具有免疫诊断应用潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器：DVD-R聚碳酸酯衍射光栅（polycarbonate diffraction grating）真空蒸发约3 nm Cr和47 nm Au，形成镀金光栅工作电极，激发TSPR并作为电化学工作电极
- 导电聚合物修饰层：聚(吡咯-3-羧酸)（PP3C），由吡咯-3-羧酸（P3C）在0.5 M H2SO4中循环伏安电聚合形成，提供羧基、导电性和电位响应形貌变化
- 活化层：EDC/NHS（1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺）活化PP3C表面羧基，形成NHS酯
- 识别元件：抗人IgG单克隆抗体（anti-human IgG，100 μg/mL），共价固定于活化表面，特异性结合人IgG
- 封闭剂：0.2 M乙醇胺盐酸盐（EA-HCl）缓冲液，封闭未反应NHS基团，减少非特异结合
- 样品/检测液：PBS（pH 7.4）及人IgG标准品，用于抗体固定、冲洗和抗原结合
- 电化学辅助电极：铂丝对电极（Pt）和银丝参比电极（Ag），构成三电极体系，施加恒定电位调控PP3C
- 信号读出：卤素光源、偏振器、光纤光谱仪（SD2000）记录p偏振TSPR透射峰强度变化
中文摘要
本研究将透射表面等离子共振（TSPR）与电化学技术结合作为原位电化学-透射表面等离子共振（EC-TSPR）平台，用于导电聚合物生物传感器。以镀金光栅为工作电极，在0.5 M硫酸中电聚合吡咯-3-羧酸（P3C），制备聚(吡咯-3-羧酸)（PP3C）薄膜，并通过原位EC-TSPR监测其成膜动力学与电化学活性。PP3C表面羧基经EDC/NHS活化后共价固定抗人IgG抗体，再用乙醇胺盐酸盐封闭。在中性PBS中，人IgG与抗人IgG的结合可被实时、无标记检测。表面修饰使透射峰强度增加；恒定电位可调控PP3C掺杂/去掺杂和膜膨胀/收缩，从而增强结合。与MUA自组装单分子层相比，该免疫传感器灵敏度更高，可用于多种生物分子相互作用研究。
英文摘要
In this study, we describe the combination of transmission surface plasmon resonance (TSPR) and electrochemical techniques for the application to biosensors with conducting polymers. Electropolymerization was employed to construct poly(pyrrole-3-carboxylic acid) (PP3C) film on a gold-coated grating substrate using pyrrole-3-carboxylic acid (P3C) monomer solution in 0.5 M H(2)SO(4). In situ electrochemical-transmission surface plasmon resonance (EC-TSPR) measurements were carried out to study the kinetic and electroactivity properties of PP3C film. Immobilization of antihuman IgG on the activated surface and the binding process of human IgG and antihuman IgG in neutral solution could be detected in situ by EC-TSPR measurement. The surface modification steps on the PP3C layer led to an increase in intensity of the transmission peak. The performance, sensitivity, and utility of EC-TSPR spectroscopy showed obvious advantages for the detection of binding process with the simple experimental setup, and could be applied to the study of biomolecular interactions in various systems.