组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
皮肤致敏剂/接触性过敏原（skin sensitizers/contact allergens，含化学品 chemicals 与香料 fragrances），样品基质为 1.05×PBS 或 5%/10% DMSO 缓冲液
检测原理
该传感器采用直接结合模式：CM5 芯片上的羧甲基葡聚糖经 EDC/NHS 活化后，通过伯胺与半胱氨酸、聚赖氨酸、聚组氨酸或聚甘氨酸共价固定，使巯基、氨基或咪唑侧链暴露于流动池。皮肤致敏剂/香料随缓冲液流过表面时，其亲电基团与固定化氨基酸的亲核位点发生结合或共价半抗原化，形成复合物。结合物使金膜附近界面质量增加，局部折射率改变，导致表面等离子共振反射光强度下降或共振角偏移，Biacore 3000 实时记录为共振单位（RU）。结合相报告点反映亲和力，解离相报告点反映复合物稳定性；弱致敏剂快速解离，强/极强致敏剂稳定结合，从而区分致敏潜力。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
实验基线稳定，未修饰葡聚糖参考通道在致敏剂注射后晚期稳定性信号低于 5 RU，处于仪器检测限和 5–10 RU 基线噪声内；未观察到携带效应，说明信号主要来自致敏剂与固定化氨基酸的特异相互作用。典型固定量为半胱氨酸 500–600 RU、聚赖氨酸约 3000 RU、聚组氨酸约 1500 RU、聚甘氨酸约 200 RU。主成分分析用三个主成分解释 87% 总方差（PC1 41.3%、PC2 30.6%、PC3 15.1%），可按致敏强度类别区分化学品。作者认为实时 SPR 可提供亲和力和复合物稳定性等互补终点，适合纳入分层测试以完善皮肤致敏评估，但无法检测需皮肤代谢激活的前半抗原。
传感器的构成
- 基底/换能器：Biacore 3000 SPR 光学生物传感器中的金膜（Au film）芯片，通过表面等离子共振将界面质量变化转换为反射光强度/共振角变化
- 修饰层：CM5 芯片上的羧甲基葡聚糖（carboxymethyl dextran）层，降低非特异结合并提供羧基用于共价偶联
- 活化/偶联层：EDC/NHS 活化羧基形成琥珀酰亚胺酯，用于与氨基酸/多肽伯胺直接胺偶联；乙醇胺（ethanolamine）封闭未反应位点
- 识别元件：固定化半胱氨酸（Cys）、聚-L-赖氨酸（poly-L-lysine）、聚-L-组氨酸（poly-L-histidine）和聚甘氨酸（poly-glycine，阴性对照），提供巯基、氨基、咪唑侧链等亲核位点
- 参考通道：未修饰葡聚糖表面，用于扣除非特异结合和折射率差异
- 流动池/缓冲液：1.05×PBS 或含 5%/10% DMSO 的运行缓冲液，维持流动并匹配折射率
中文摘要
非动物测试方法已成为评估新化学物质皮肤致敏潜力的重要挑战。本研究旨在开发一种表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于在直接结合检测中筛选皮肤致敏剂与亲核氨基酸（半胱氨酸、赖氨酸和组氨酸）的相互作用。将氨基酸固定于传感器表面，并暴露于具有不同致敏潜力的多种皮肤过敏原（化学品和香料）。结果显示，半胱氨酸的反应性高于赖氨酸，组氨酸反应性最低；不同过敏原与氨基酸之间的相互作用存在差异。弱致敏剂可较快从配体上解离，而强致敏剂和极强致敏剂则持续结合于氨基酸。SPR 报告点能够较好地区分所测试的过敏原。该技术可观察低能量结合，并获得半抗原/氨基酸复合物稳定性的信息，这些信息对确定皮肤致敏潜力具有重要意义。该前瞻性实验表明，实时 SPR 可生成特定报告点，从而完善皮肤致敏过敏原评估。
英文摘要
Non-animal testing methods are a current challenge in terms of the assessment of skin sensitization potential for new chemicals. Our objective was to investigate a surface plasmon resonance (SPR) biosensor to screen allergens against nucleophilic amino acids (cysteine, lysine and histidine) in a direct binding assay. Amino acids were immobilized on the sensor surface and exposed to different skin allergens (chemicals and fragrances) with varying sensitizing potential. Cysteine was found to be more reactive than lysine while histidine showed the lowest reactivity. The interactions observed were different depending on the allergen/amino acids involved. It appeared that weak allergens could quickly dissociate from the ligand, whereas strong and extreme allergens remained bound to the amino acids. The SPR report points allowed a good discrimination of the tested allergens. With this technology, we can observe low energy bindings and get information on the stability of the hapten/amino acid complex which seem relevant for the determination of skin sensitization potential. This prospective experiment showed the potential of real-time SPR to generate specific report points to refine the skin sensitization allergen assessment.