组成图示
示意图生成中
传感器类型
其他（反射干涉光谱RIfS生物传感器）
检测对象
雌激素受体α配体/内分泌干扰物（estrogen receptor α ligands / endocrine-disrupting chemicals, EDCs），如 β-雌二醇（β-estradiol）、他莫昔芬（tamoxifen）；样品基质：含 ERα-LBD 的缓冲液或 ERα-LBD 表达细胞裂解液。
检测原理
待测配体先与 ERα-LBD 孵育，诱导受体发生构象变化：激动剂使 helix 12 形成共激活剂结合位点，拮抗剂使 helix 12 位移或无序，从而改变受体与表面固定短肽 α/β I 的识别能力。ERα-LBD-配体复合物注入后，构象相关的受体结合到表面肽上，使 330 nm SiO2 传感层的折射率或物理厚度发生变化，进而改变白光干涉光谱。RIfS 通过二极管阵列光谱仪记录反射光谱位移，以表观光学厚度（nm）随时间变化表示结合量。信号大小反映配体诱导的受体构象及结合强度，因此可区分激动剂、拮抗剂和非配体；未使用荧光、酶或核酸放大策略。
检测灵敏度
原文未报告检出限（LOD）、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
该传感器表现出良好的抗非特异结合能力：在 380 s 注入 1 mg/mL 卵白蛋白后未观察到明显光学厚度增加。表面经 6 M 盐酸胍、pH 2 再生，40 次再生循环后无明显性能下降；第 20 次与第 40 次再生后的结合曲线在斜率和最大表面负载上几乎一致，仅第 20 次最大表面负载略高。传感器可区分 β-雌二醇（最高斜率和表面负载）、他莫昔芬（最低）和无配体 DMSO 对照（中间）。使用含 0.01 mg/mL ERα-LBD 的细胞裂解液（每次约 300 ng）时，结果与纯化 ERα-LBD 一致，仅解离略低且可忽略。作者认为该方法可作为传统检测格式的可靠替代，并有望扩展至其他肽和受体。
传感器的构成
- 基底/换能器：D263 玻璃基底（1 mm），含 10 nm Ta2O5 和 330 nm SiO2 传感层，作为 RIfS 光学换能器，监测结合引起的光学厚度变化
- 硅烷化活化层：3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GOPTS），在 KOH/piranha 清洁活化后形成环氧基硅烷层，提供共价连接位点
- 聚合物抗非特异层：二氨基聚乙二醇（DAPEG，Mw 2000），共价固定于 GOPTS，形成亲水间隔层并抑制非特异结合
- 生物素功能化层：D-生物素（D-biotin），经 TBTU 活化共价连接至 DAPEG，提供链霉亲和素结合位点
- 亲和素连接层：链霉亲和素（streptavidin），特异性结合表面 D-生物素，用于固定生物素化肽
- 识别探针层：生物素化短肽 α/β I（biotinylated peptide α/β I，序列 Ser-Ser-Asn-His-Gln-Ser-Ser-Arg-Leu-Ile-Glu-Leu-Leu-Ser-Arg），模拟 ERα 共激活/共抑制相互作用位点，识别受体构象
- 溶液识别元件：人 ERα-LBD（residues 301–553）与待测配体（如 β-雌二醇、他莫昔芬）孵育后，以构象相关方式结合表面肽
- 信号读出：白光 RIfS 系统（卤素光源、Y 光纤、二极管阵列光谱仪 Spekol-1100），检测 SiO2 层光学厚度变化
中文摘要
本研究开发了一种基于反射干涉光谱（RIfS）的无标记、时间分辨生物传感器，用于评估行为未知的潜在配体对雌激素受体α（ERα）的激动或拮抗效应。该传感器利用 ERα 与短特异性肽之间的特异性相互作用；这些短肽可模拟受体共激活/共抑制相互作用位点，使配体诱导的受体构象变化能够被直接检测。因此，该生物传感器不仅能区分 ERα 的配体与非配体，还能进一步判断配体是否诱导受体发生构象变化，从而激活或抑制受体依赖的信号通路。由于采用直接光学检测，方法具有稳健性，可应用于复杂生物基质，甚至粗细胞提取物。研究还验证了传感器在多次测量和再生步骤中的可靠性，表明其可用于内分泌干扰物雌激素效应的快速评估。
英文摘要
A label-free and time-resolved biosensor based on reflectometric interference spectroscopy (RIfS) has been developed to evaluate the agonistic or antagonistic effects of potential ligands with unknown behavior. The biosensor utilizes the specific interaction between the estrogen receptor alpha (ER alpha) and short specific peptides. The unique feature of these peptides allows the investigation of the behavior of ligands and the discrimination between the agonistic and antagonistic effects caused by conformational changes of the receptor. Thus, this developed biosensor allows not only the differentiation between ligands and nonligands of a receptor, but also the potential of these ligands to influence conformational changes in the receptor, leading to activation or inhibition of the receptor-dependent pathways. Owing to the robustness of the direct optical detection principle used, the biosensor is applicable to complex biological matrices, even crude cell extracts. Moreover, the reliability of the biosensor, including regeneration steps when performing subsequent measurements, has been verified.