组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
抗染色质自身抗体（anti-chromatin autoantibodies，抗染色质/核小体抗体）；样品基质：人血清（SLE患者血清、正常人血清NHS）
检测原理
PVDF膜上固定H1去除染色质抗原，人血清中的抗染色质IgG与抗原结合形成免疫复合物；随后过氧化物酶偶联山羊抗人IgG结合已捕获的人IgG，实现信号放大。加入H2O2和TMB后，过氧化物酶催化TMB氧化生成TMB+等可电还原产物。在屏印碳工作电极上施加-100 mV间歇脉冲（5 ms），TMB+在电极表面被还原为TMB，产生与结合抗体量成正比的安培电流。真空抽吸使样品和底物快速通过膜，降低扩散限制；脉冲安培减少底物耗竭，提高信噪比。封闭剂抑制正常血清非特异结合，使背景低。
检测灵敏度
相关系数: r = 0.9（摘要）；r = 0.89（7 min）；r = 0.87（3 min）；r = 0.87（5 min）
效应效果
该传感器在30例SLE血清中与ELISA高度一致：7 min读数与ELISA 1 h OD相关系数r=0.89，3 min和5 min均为r=0.87；正常血清无净IgG结合，背景不可检测。处理时间<20 min，短于ELISA的4–5 h。PVDF膜固定染色质约2.6±0.26 μg蛋白（69 μg/mm2），按面积比聚苯乙烯微孔板高约30倍，暴露抗原约8倍。膜储存22 d后SLE1信号由4.35±1.61 μA变为4.05±1.32 μA，NHS由0.28±0.11 μA变为0.15±0.12 μA，稳定性良好。作者认为适合低成本便携式床旁检测，但仍需自动流控、预过滤和货架期验证。
传感器的构成
- 换能器电极：塑料条上屏印三电极（碳工作电极W、碳对电极C、氯化银参比电极R），用于安培检测
- 免疫识别膜：0.45 μm PVDF膜（Immobilon-P/BioTrace），承载固定抗原并允许样品流过
- 识别元件：H1去除染色质（H1-stripped chromatin）固定于PVDF膜，捕获抗染色质抗体
- 封闭剂：5%脱脂奶粉或1%酪蛋白（casein）PBS溶液，阻断非特异结合
- 洗涤缓冲：PBS-Tween（0.05% Tween-20 PBS），清洗膜并维持界面
- 样品稀释液：含明胶、牛γ球蛋白（bovine gamma globulin）、BSA、Tween-20、硫柳汞和PBS的血清稀释液，稀释血清并抑制非特异结合
- 信号标记物：过氧化物酶偶联山羊抗人IgG（peroxidase-conjugated goat anti-human IgG），标记结合的人IgG
- 电化学底物：H2O2与TMB（3,3′,5,5′-四甲基联苯胺），过氧化物酶催化氧化TMB生成可电还原产物
中文摘要
本研究报道了一种用于检测人血清中抗染色质自身抗体的便携式电化学生物传感器。抗染色质抗体是系统性红斑狼疮（SLE）早期且敏感的指标，传统上采用酶联免疫吸附试验（ELISA）定量。该传感器以固定染色质抗原的PVDF膜为免疫识别相，结合血清中的抗染色质IgG后，用过氧化物酶偶联山羊抗人IgG进行标记，再加入H2O2和TMB底物，由过氧化物酶催化生成可电还原的TMB氧化产物，并通过屏印三电极以间歇脉冲安培法实时检测电流。与ELISA相比，电化学检测在30例SLE血清中表现出良好一致性（r=0.9），正常血清免疫球蛋白的非特异结合不可检测。整个检测处理时间少于20 min，并采用手持式装置和一次性电极，显示该技术可用于临床相关分析物的快速、低成本、床旁检测。
英文摘要
The current system employed electrochemical sensor technology for the measurement of autoantibodies in human sera. Anti-chromatin antibodies are an early and sensitive indicator of systemic lupus erythematosus (SLE) and are typically quantified using enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA). Electrochemical detection compared favorably with ELISA using a sample of 30 SLE sera (r=0.9), and non-specific binding by normal serum immunoglobulin was undetectable. The electrochemical sensor assay required <20min processing time and utilized a hand-held apparatus with a disposable electrode. These results demonstrate the applicability of this technology to the rapid measurement of a clinically relevant analyte with an apparatus of potential simplicity and low cost.