组成图示
示意图生成中
传感器类型
其他（共振镜光学生物传感器）
检测对象
可溶性白细胞介素-1受体I（soluble Interleukin-1 receptor I, sIL-1R I）；样品基质：缓冲液溶液、人血清
检测原理
CMD微孔杯表面经EDC/NHS活化后，其羧基形成NHS活性酯，重组人IL-1α通过表面氨基与活性酯形成酰胺键而被固定化。加入sIL-1R I后，活性sIL-1R I与固定化IL-1α发生特异性结合，形成sIL-1R I–IL-1α复合物，使传感界面质量增加并改变倏逝场区域的局部折射率。共振镜中光波导仅在离散共振角传播，界面质量/折射率变化导致共振角偏移，偏移量以arc seconds记录，且163 arc seconds对应1 ng mm−2蛋白质量。因此响应随sIL-1R I浓度增加而线性增大；PBST洗涤记录解离，10 mM HCl可再生表面。该过程无需标记或酶催化放大。
检测灵敏度
线性范围: 100–1600 nM；灵敏度斜率: 0.086 arc seconds/nM；R = 0.9962；线性方程: Y (arc seconds) = 10.958 + 0.086 [sIL-1R I] nM (R = 0.9962)
效应效果
活性sIL-1R I（800 nM）结合固定化IL-1α产生48.7 arc seconds响应，对应0.30 ng mm−2；非活性sIL-1R I无信号，表明结合具有特异性。IL-1α固定化量为437.7 arc seconds，表面浓度2.69 ng mm−2，RSD为3.1%（n=7）。在100–1600 nM范围内，结合响应RSD为1.7–2.6%（n=5），线性良好。人血清样品采用标准加入法检测，回收率为99.3–102.4%（n=5）。单周期约30 min，10 mM HCl再生后可重复使用。与ELISA等平衡法相比，该传感器可实时监测结合/解离，无需标记，并能获得KD（2.6×10−6 M）等动力学参数，适用于sIL-1R I拮抗剂筛选和临床化学研究。
传感器的构成
- 基底/换能器：共振镜微孔杯（resonant mirror micro-cuvette），提供倏逝场并检测共振角变化。
- 修饰层：羧甲基葡聚糖（CMD）水凝胶，约200 nm厚，含羧基，允许蛋白进入近表面。
- 活化层：EDC/NHS（1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺/N-羟基丁二酸酯），活化CMD羧基形成NHS活性酯。
- 识别元件：重组人IL-1α，经酰胺键固定于CMD，捕获sIL-1R I。
- 封闭剂：1 M乙醇胺（ethanolamine），淬灭未反应NHS酯，降低非特异结合。
- 再生剂：10 mM HCl，洗脱sIL-1R I，实现表面重复使用。
- 信号读出：共振角偏移（arc seconds），163 arc seconds对应1 ng mm−2蛋白质量。
中文摘要
本文报道了一种基于共振镜的光学生物传感器，用于实时动力学分析溶液中可溶性白细胞介素-1受体I（sIL-1R I）与固定化白细胞介素-1α（IL-1α）的结合。IL-1α通过其表面氨基与羧甲基葡聚糖（CMD）微孔杯表面的羧基经酰胺键共价固定化。传感器通过监测结合界面折射率变化引起的共振角偏移，实时记录结合与解离曲线，从而获得结合动力学信息。在100–1600 nM范围内，sIL-1R I浓度与响应呈线性关系（R=0.9962）。通过Scatchard图分析得到sIL-1R I与固定化IL-1α的平衡解离常数KD为2.6×10−6 M。固定化IL-1α的CMD微孔杯可用10 mM HCl再生，同一传感表面可重复用于相互作用分析。
英文摘要
We report here the development of an optical biosensor based on the resonant mirror for kinetic analysis of soluble Interleukin-1 receptor I (sIL-1R I) in solution binding to immobilized Interleukin-1alpha (IL-1alpha). IL-1alpha was immobilized through its surface amine groups via amide bonds with the carboxyl groups of the carboxymethyl dextran (CMD) on cuvette surface. The interaction of sIL-1R I and IL-1alpha was monitored in real time. Evaluation of the binding curves allowed the analysis of the binding kinetics. The linear range of sIL-1R I in solution was over a range of 100-1600nM (R=0.9962). Equilibrium dissociation constant (K(D)) was derived by Scatchard plot analysis for sIL-1R I binding to immobilized IL-1alpha. For this assay, the K(D) was 2.6x10(-6)M. The CMD cuvette modified by IL-1alpha was successfully regenerated using 10mM HCl, and the same sensing surface was used repeatedly for the interaction analysis.