组成图示
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传感器类型
其他（旋转盘干涉生物传感器）
检测对象
前列腺特异性抗原（PSA, prostate-specific antigen）；样品基质：女性人血清（3:1或20:1稀释）、PBST缓冲液、2 mg/mL牛血清白蛋白（BSA）背景
检测原理
BioCD将抗PSA抗体通过醛基共价固定在硅片SiO2表面，形成点阵。样品中的PSA被抗体点捕获，随后加入非荧光二级抗PSA抗体，与捕获的PSA形成夹心结构，使目标点蛋白层厚度增加。蛋白层改变SiO2/空气界面的反射系数，488 nm激光以30°入射进行旋转盘干涉扫描，反射强度变化与蛋白层厚度近似成正比。系统对目标点和参考点分别成像，通过两次扫描差值扣除捕获PSA后的背景，得到二级抗体结合引起的厚度增量。PSA浓度越高，捕获量和二级抗体结合量越大，反射变化越大；多点平均可进一步降低噪声并改善检测限。
检测灵敏度
LOD: 60 pg/ml（约10,000个点对，2 mg/ml简单蛋白背景）；LOD: 1 ng/ml（3:1稀释女性人血清，96孔格式，160个抗PSA点）；LOD: 5 ng/ml（单对点，2 mg/ml背景）；LOD: 750 pg/ml（45个抗PSA点）
效应效果
96孔格式中，PSA响应随浓度单调增加，Langmuir拟合平衡常数约8 ng/ml（缓冲液和20:1血清）及29 ng/ml（3:1血清）；3σ检测限约1 ng/ml（3:1女性人血清，160个抗体点），达到临床血清PSA水平（约4 ng/ml未稀释）。25,000点格式中，10 ng/ml PSA在2 mg/ml BSA背景下，目标点厚度增量均值450 pm、标准差73 pm，参考点-62 pm、47 pm；单对点3σ检测限约5 ng/ml，11,520点平均达60 pg/ml，45点为750 pg/ml。检测限随点数按幂律（指数-0.44）改善，而非理想-0.5。参考点用于扣除非特异结合。未报告RSD、回收率及方法对比。
传感器的构成
- 基底/换能器：100 mm硅片（silicon wafer）及120 nm SiO2热氧化层，作为光学干涉换能基底，反射系数经厚度优化
- 表面功能化层：丁醛（butyraldehyde）接枝形成醛基（aldehyde-functionalized），与抗体氨基形成席夫碱共价固定蛋白
- 识别元件：抗PSA抗体点（anti-PSA, goat, G-126-C, Biospecific），捕获PSA；参考点为抗兔IgG（anti-rabbit IgG, goat, R2004, Sigma）或IgG，用于背景校正
- 封闭剂：酪蛋白溶液（casein, PBS+1% casein, 20:1, pH 8.0），封闭未结合表面；洗涤用50 mM柠檬酸（pH 6.0）、PBST和去离子水
- 信号标记/放大：非荧光二级抗PSA抗体（goat anti-PSA, G-126-C, Biospecific）作为质量标记，与捕获PSA结合形成夹心并增加蛋白层厚度
- 微区边界：96-well格式用超高疏水墨水（ultrahydrophobic ink）印刷6 mm环形成96个独立反应区；25,000-spot格式无边界
- 光学读出：488 nm氩离子激光（INNOVA 300, Coherent）以30° s偏振扫描旋转盘，硅探测器采集反射变化，计算机重建点阵厚度图
中文摘要
BioCD是一种旋转盘干涉生物传感器，通过在其表面固定抗体捕获生物样品中的目标抗原。本研究利用BioCD测量前列腺特异性抗原（PSA）的干涉响应，并评估其检测性能。作者制备了带有12500个目标抗体点及相应数量参考蛋白点的BioCD，用于确定PSA的理想检测限。统计分析表明，PSA检测限随参与平均的抗体-参考点数量变化；当平均约10000对点时，在2 mg/mL简单蛋白背景中，3σ检测限为60 pg/mL。标准BioCD免疫分析格式采用96孔，每孔含32个目标点并与参考点配对。在血清样品中，采用非荧光质量标记夹心法，在3:1稀释女性人血清中检测限约为1 ng/mL。结果表明，BioCD可用于无荧光标签或低背景蛋白的PSA免疫检测，并可通过多点平均提高灵敏度。
英文摘要
The BioCD is a spinning-disc interferometric biosensor on which antibodies are immobilized to capture target antigens from biological samples. In this work, BioCDs measured the interferometric response to prostate-specific antigen (PSA). The ideal detection limit for PSA was determined using a BioCD with 12,500 printed target antibody spots with a corresponding number of reference protein spots. Statistical analysis projects the detection limit of PSA as a function of the number of spots included in the average. When approximately 10,000 spot pairs were averaged, the 3sigma detection limit was 60 pg/ml in a 2 mg/ml simple protein background. A standard format for BioCD immunoassays uses 96 wells with 32 target spots paired with reference spots. In serum, the detection limit for this format was 1 ng/ml in 3:1 diluted female human serum using a sandwich assay with a nonfluorescent mass tag.