组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
GPCR 配体/药物化合物（GPCR ligands/drug compounds，包括激动剂 agonists、拮抗剂 antagonists、反向激动剂 inverse agonists，如 UTP、UDP、formyl peptide、β2 受体激动剂）；样品基质：活细胞培养液、微孔板或微流控通道内细胞悬液/培养液。
检测原理
被测 GPCR 配体/药物化合物与表达目标 GPCR 的活细胞表面受体结合，使受体构象改变并激活异三聚体 G 蛋白。Gα 亚基以 GTP 结合形式解离，进一步激活腺苷酸环化酶（ACA）或磷脂酶 C（PLC），分别生成 cAMP 或 IP3/DAG；IP3 触发内质网 Ca2+ 释放，形成胞内第二信使级联。若采用荧光/发光报告系统，钙敏感染料或报告基因将 Ca2+、cAMP 等变化转换为荧光/发光信号，信号强度随配体浓度呈剂量响应。若采用无标记生物传感器，SPR/RWG 检测细胞表面质量/折射率变化，阻抗检测细胞层电导变化，SAW 检测质量引起的频率漂移，从而实时反映受体激活、内化或脱敏。整体通过识别事件—胞内信号级联—光学/电学/声学换能—仪器读出实现检测。
检测灵敏度
原文未报告具体 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
本文未给出单一传感器 RSD、回收率或稳定性数据，但总结多类平台表现：细胞微阵列可在 3×3 mm 内集成 31 000 个微孔，或一次筛选 8640 个化合物、3000 种受体/配体组合；微流控单细胞陷阱密度可达 800 traps/mm2，Caliper 约 900 compounds/h，并在 15、30、60 s 时间窗检测钙荧光。微流控 UTP 剂量响应与微孔板相当，SPR/RWG/阻抗等无标记方法可非侵入监测活细胞，区分激动剂、拮抗剂和反向激动剂，解析功能选择性、内化与脱敏。作者认为微阵列/微流控结合生物传感器可提升通量、降低试剂用量并实现单细胞分析，但仍面临微型化极限、自动化、细胞生理代表性和检测/流体集成等挑战。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃载玻片、PDMS 微流控芯片、RWG 传感器阵列、SPR 芯片、阻抗电极、SAW 传感器，用于承载细胞或提供光学/电学/声学换能
- 细胞黏附/固定层：细胞黏附表面、ECM 蛋白、琼脂糖凝胶、海藻酸/胶原水凝胶，用于局部固定细胞或形成三维微环境
- 识别元件：表达目标 GPCR 的活细胞（HEK293T、CHO、A431、Ba/F3、T 细胞、巨噬细胞等），用于识别配体并启动胞内信号
- 识别刺激物：GPCR 配体或药物化合物（UTP、UDP、formyl peptide、β2 受体激动剂等），用于结合受体并产生剂量响应
- 信号标记/报告：钙敏感荧光染料、GFP、荧光素酶/β-半乳糖苷酶等报告基因，用于将第二信使变化转为光学信号
- 读出系统：荧光显微镜、CCD 相机、酶标仪、SPR/RWG 光学检测、阻抗仪、SAW 频率计，用于检测荧光、质量、折射率、阻抗或频率变化
中文摘要
G蛋白偶联受体（GPCR）在多种生理和疾病相关过程中发挥关键作用，是制药工业的重要靶点。尽管约30%的上市药物靶向GPCR，但其潜力仍远未充分开发。新药先导化合物发现需要对成千上万化合物进行高通量活细胞筛选。虽然基于微孔板的高通量筛选平台已成熟，但微阵列和微流控技术具有微型化、自动化和生物传感器集成潜力，可能重新定义GPCR活细胞筛选格式。本文综述了将微阵列与微流控技术引入GPCR活细胞筛选的最新研究进展，包括细胞微阵列、微流控细胞培养、无标记生物传感器（SPR、RWG、阻抗、SAW）以及单细胞分析等方向，并讨论了微型化、通量、自动化和细胞生理代表性等关键挑战。
英文摘要
G protein-coupled receptors (GPCRs) play a key role in many physiological or disease-related processes and for this reason are favorite targets of the pharmaceutical industry. Although ~30% of marketed drugs target GPCRs, their potential remains largely untapped. The discovery of new leads calls for the screening of thousands of compounds with high-throughput cell-based assays. Although microtiter plate-based high-throughput screening platforms are well established, microarray and microfluidic technologies hold potential for miniaturization, automation, and biosensor integration that may well redefine the format of GPCR screening assays. This paper reviews the latest research efforts directed to bringing microarray and microfluidic technologies into the realm of GPCR-based, live-cell screening assays.