组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
黄曲霉毒素M1（aflatoxin M1, AFM1）；样品基质：牛奶（milk，奶粉模拟全脂乳）及PBS-T缓冲液加标样品
检测原理
该传感器采用抑制免疫分析格式。样品中的AFM1先与抗AFM1单克隆抗体（a-AFM1）结合，AFM1浓度越高，剩余未反应a-AFM1越少。未反应a-AFM1随后结合固定在传感器表面的AFM1-BSA捕获层，再用Cy5标记山羊抗大鼠抗体（Cy5-GaR）结合捕获的a-AFM1。检测时，HeNe激光在BK7芯片上的Cytop/金膜界面激发长程表面等离子体（LRSP），在界面形成强电磁场增强，选择性激发表面附近的Cy5荧光。PMT经670 nm带通滤光片检测荧光强度。因此荧光信号与样品中AFM1浓度呈反向关系：AFM1越多，捕获抗体和Cy5越少，荧光越低。
检测灵敏度
LOD: 0.4 pg/mL（buffer）、0.6 pg/mL（milk）；校准范围: 10^-2–10^4 pg/mL；MDC: 1.8×10^3 pg/mL（milk）、1×10^4 pg/mL（buffer）
效应效果
该传感器在53 min内完成牛奶样品检测，包括离心、抗体孵育和检测。表面经30个检测循环（4天）后重现性良好，RSD为4.6%；空白样品响应标准偏差为3%。非特异性背景响应在缓冲液中为1.8%，牛奶中为6.2%，牛奶背景较高可能源于乳成分非特异吸附。与已报道方法相比，其牛奶LOD 0.6 pg/mL优于SPR（3 ng/mL）、电化学免疫分析（25 pg/mL）、HPLC（5 pg/mL）和ELISA（约10 pg/mL），与化学发光免疫分析（0.25 pg/mL）相当但检测时间更短。LOD比欧盟牛奶AFM1限量50 pg/mL低约两个数量级，作者认为可用于牛奶中AFM1早期监测。
传感器的构成
- 基底/换能器：BK7玻璃传感器芯片，Cytop低折射率缓冲层（n=1.340，800 nm）与20 nm金膜，支持长程表面等离子体（LRSP）激发
- 自组装修饰层：MUTEG与MHDA混合硫醇自组装单分子层（SAM，9:1，1 mM），MHDA提供羧基偶联位点，MUTEG提供抗污背景
- 捕获抗原层：AFM1-BSA偶联物经TSTU活化MHDA羧基后固定，用于捕获未反应抗AFM1抗体
- 识别元件：抗AFM1单克隆抗体（a-AFM1，大鼠IgG2b），在样品中与AFM1竞争结合，剩余抗体结合表面AFM1-BSA
- 信号标记物：Cy5标记山羊抗大鼠抗体（Cy5-GaR，约10.2染料/抗体），结合捕获的a-AFM1产生荧光
- 封闭剂：乙醇胺（1 mM，pH 8.5），封闭未反应活性酯基团
- 流路与读出：透明流动池（约12 µL）、HeNe激光（632.8 nm）、670 nm带通滤光片与PMT，用于样品输送和荧光检测
中文摘要
本文报道了一种用于牛奶中黄曲霉毒素M1（AFM1）高灵敏检测的新型生物传感器。该传感器基于表面等离子体增强荧光光谱（SPFS），并通过激发长程表面等离子体（LRSP）进一步提高灵敏度。在SPFS中，荧光标记分子与传感器表面的结合由表面等离子体探测，发射的荧光被检测；共振激发表面等离子体时产生的电磁场增强可直接提高荧光信号。针对AFM1检测，作者将LRSP增强荧光光谱与抑制免疫分析相结合：在传感器表面固定AFM1衍生物，使用抗AFM1抗体作为识别元件。样品中的AFM1与抗体竞争结合，未反应抗体再结合表面固定抗原，随后用荧光标记二抗检测。该传感器可在53 min内检测牛奶中低至0.6 pg/mL的AFM1，检出限比欧盟规定的牛奶AFM1最大残留量低约两个数量级。
英文摘要
A novel biosensor for the highly sensitive detection of aflatoxin M(1) (AFM(1)) in milk was developed. This biosensor is based on surface plasmon-enhanced fluorescence spectroscopy (SPFS) which was advanced through the excitation of long range surface plasmons (LRSPs). In SPFS, the binding of fluorophore-labeled molecules to the sensor surface is probed with surface plasmons (SPs) and the emitted fluorescence light is detected. This approach takes advantages of the enhanced intensity of electromagnetic field occurring upon the resonant excitation of SPs which directly increases the fluorescence signal. For the detection of AFM(1), LRSP-enhanced fluorescence spectroscopy was combined with an inhibition immunoassay in which a derivative of AFM(1) was immobilized on the sensor surface and antibodies against AFM(1) were used as recognition elements. The developed biosensor allowed for the detection of AFM(1) in milk within 53min at concentrations as low as 0.6pgmL(-1). The achieved limit of detection was about two orders of magnitude lower than the maximum AFM(1) residue level in milk stipulated by the European Commission legislation.