组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
抗IgG抗体（anti-IgG，包括兔抗山羊IgG、兔抗人IgG、山羊抗兔IgG），样品基质：PBS稀释血清/抗体溶液
检测原理
不同长径比的金纳米棒（AuNRs）具有可调节的纵向等离子体峰（LPW），其位置对纳米棒周围介电性质和折射率变化敏感。传感器表面固定人、山羊或兔IgG作为捕获抗体，当样品中的目标抗IgG抗体与固定抗体结合后，纳米棒表面附近生物分子层厚度和折射率发生变化，引起LSPR吸收峰红移和/或吸收强度增强。实验中目标抗体结合主要导致对应LPW峰吸收强度增加，且峰强度随目标抗体浓度增加而线性变化。通过UV-vis光谱仪在400–1100 nm范围内同时读取多个LPW峰，即可实现无标记、多通道检测。多通道能力来自不同长径比AuNRs的LPW分离，无需荧光或酶标记放大。
检测灵敏度
可检测稀释度：rabbit anti-goat IgG 1:2400；goat anti-rabbit IgG 1:1200；rabbit anti-goat IgG 1:1200；good linear relationship between the absorption intensity of goat IgG and the concentrations of rabbit anti-goat IgG (Supplemental information Fig. 6)
效应效果
该传感器以固定化金纳米棒实现无标记检测，制备简单，仅需UV-vis光谱仪，无需特殊检测器。五种金纳米棒纵向等离子体峰位于532、613、700、779和935 nm，可在530–940 nm范围同时区分多个通道。实验中固定人、山羊和兔IgG后，可分别检测兔抗人IgG（1:1200）、山羊抗兔IgG（1:1200）和兔抗山羊IgG（1:1200，最低1:2400），且峰强度随浓度线性增加。多克隆抗体在高浓度下出现交叉反应：兔抗山羊IgG升至1:800或1:600时其他通道峰强度发生变化。作者认为该传感器成本低、操作方便，可实时监测结合动力学，具有发展为高通量生物分子检测平台的潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃片（glass slides），经piranha清洗，作为传感器芯片和光路基底
- 硅烷修饰层：3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）5%乙醇溶液，形成巯基终止自组装单分子层，用于固定金纳米棒
- 纳米材料修饰层：不同长径比金纳米棒（AuNRs），提供局域表面等离子共振（LSPR）峰，作为光学换能元件
- 识别元件自组装层：巯基十一烷酸（MUA）5 mM乙醇溶液，在金纳米棒表面形成羧基终止自组装单分子层（SAM）
- 交联活化层：EDC/NHS（75 mM EDC、15 mM NHS），活化MUA羧基形成NHS酯，用于偶联抗体
- 识别元件：人IgG、山羊IgG、兔IgG（0.01 g/L，滴度16），作为捕获抗体/受体
- 封闭剂：1 M乙醇胺（pH 8.5），封闭未反应位点，减少非特异性结合
中文摘要
本文首次报道了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的新型多通道无标记光学生物传感器。该传感器采用不同长径比的金纳米棒（AuNRs）作为光学换能元件，并将其固定在玻璃片上，以消除悬浮纳米粒子浓度变化带来的干扰。五种金纳米棒的纵向等离子体峰分别位于532、613、700、779和935 nm，可在530–940 nm范围内形成多个可分辨通道，从而同时检测多种受体-配体对。传感器表面通过巯基硅烷、巯基十一烷酸自组装单分子层以及EDC/NHS活化偶联人IgG、山羊IgG和兔IgG，并用乙醇胺封闭。检测时，目标抗IgG抗体与固定抗体结合，改变金纳米棒周围折射率，引起LSPR吸收峰强度增加，通过紫外-可见-近红外光谱仪读取信号。该传感器制备简单、无需标记，可同时检测三种抗原-抗体对，具有发展为高通量生物分子检测平台的潜力。
英文摘要
A novel and sensitive multi-throughput localized surface plasmon resonance (MLSPR) biosensor was developed for the first time. Various gold nanorods with different aspect ratios were used to fabricate the optical sensor. Five kinds of gold nanorods with different aspect ratios were chosen to construct five throughputs of MLSPR. Various LSPR peaks imply that different acceptor-ligand pairs can be detected simultaneously in the wavelength range from 530 to 940nm. The biosensor immobilized on glass slides was applied to label-free detection between acceptor and ligand. The MLSPR-based optical biosensor can be used to detect three antigen-antibody pairs simultaneously. The biosensor proposed herein is easy to fabricate, and its operation procedure is convenient as labeling procedure is unnecessary.