组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
雌激素模拟物（estrogen mimics/EDCs）、雌激素样分子（estrogen-like molecules）、DNA结合蛋白/ERE结合蛋白（DNA-binding proteins/ERE-binding proteins）；样品基质：生物样品、水、土壤、人体组织提取物（乳腺/子宫肌层参考样品）
检测原理
传感器利用光纤全内反射在表面形成倏逝场，仅激发靠近光纤表面的 Cy5 荧光团，溶液中未结合探针不被激发，因此可进行实时动力学分析。配体型光纤表面固定 E1g，Cy5-rhERα/β 与之结合后产生荧光；样品中的雌激素模拟物与探针或配体竞争结合，使表面结合量下降，荧光信号降低。ERE 型光纤表面固定 VitA2 ERE，Cy5-rhER 结合产生荧光；人体组织提取物中的 ERE 结合蛋白竞争占据 ERE，同样降低 Cy5-rhER 结合荧光。通过已知雌激素模拟物的三层校准，将 sensogram 转换为相对结合亲和力，信号变化反映被测物浓度与结合活性。
检测灵敏度
—
效应效果
传感器经三层校准可区分不同亲和力雌激素模拟物，并与放射配体结合法比较：雌二醇-17β Kd 2×10⁻¹⁰ M（对照1.1×10⁻¹⁰ M），雌酮2×10⁻⁸ M（1.8×10⁻⁸ M），雌三醇2×10⁻⁸ M（3.1×10⁻⁸ M），DES 2×10⁻¹⁰ M（1.8×10⁻¹⁰ M），玉米赤霉烯酮2×10⁻⁸ M（3.6×10⁻⁸ M），他莫昔芬2×10⁻⁹ M（1.1×10⁻⁹ M）。组织提取物中，子宫肌层抑制36%，乳腺癌抑制68%，与EMSA定性一致。原文未报告重现性、稳定性或加标回收率，但强调分析快速、简便，可实时监测结合动力学。作者认为可用于水、土壤、食品、废水等内分泌干扰物筛查及肿瘤标志物蛋白检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：400 µm 光纤（optical fiber）置于玻璃毛细管（glass capillary tube, 1.2 mm ID/1.5 mm OD）内，外覆低折射率涂层与黑色聚酰亚胺（black polyimide），产生倏逝场并将荧光传感限制在光纤表面。
- 配体固定层：雌酮-1-葡萄糖醛酸苷（estrone-1-glucuronide, E1g）共价连接于光纤表面，作为配体结合位点用于捕获 Cy5-rhER 探针。
- ERE固定层：Vitellogenin A2 雌激素反应元件（Vitellogenin A2 ERE, 5′-GATCCGTCAGGTCACAGTGACCTGATG-3′）结合于光纤表面，用于捕获 ERE 结合蛋白。
- 识别探针：Cy5 标记重组人雌激素受体 α/β（Cy5-rhERα/rhERβ），由 Cy5（Amersham Pharmacia Biotech）标记并经 10DG 重力流柱（Biorad）纯化，作为溶液相识别元件。
- 样品流路：19 号进样管（inlet tube）与流出口（flow outlet）构成约 80 µl 样品体积的流动池，使样品流过光纤表面。
- 信号标记：Cy5 荧光团（Cy5）在探针结合到光纤表面后被倏逝场激发，产生可检测荧光信号。
- 信号读出：激光光纤光学系统（laser-based fiber optics）检测 pAmp 荧光 sensogram，用于结合动力学与竞争分析。
中文摘要
本文报道了一种基于倏逝场的光纤生物传感器（Endotect，ThreeFold Sensors），采用激光光纤系统，并以 Cy5 标记的重组人雌激素受体 α（rhERα）和 β（rhERβ）作为荧光探针。研究建立了包含配体滴定/竞争阵列、凝胶迁移/超迁移实验和酵母细胞生物测定在内的三层校准策略，用于检测生物样品、水和土壤中的雌激素模拟物。通过该策略确定了若干已知雌激素模拟物的结合亲和力与活性，并将其作为校准分子。结果表明，rhERα 和 rhERβ 可作为探针区分具有不同结合亲和力的雌激素模拟物。此外，作者还展示了该传感器用于检测人体组织提取物中 DNA 结合蛋白的应用，提示其可作为临床实验室评估肿瘤标志物蛋白的工具。
英文摘要
A novel evanescent-based biosensor (Endotect, ThreeFold Sensors, Inc.) was developed with laser-based fiber optics using fluorescent dye-labeled recombinant human estrogen receptor-alpha (rhERalpha) and hERbeta as probes. A three-tiered approach evaluating various steps in the formation of the estrogen-receptor complex and its subsequent activity was developed for instrument calibration to detect estrogen mimics in biological samples, water and soil. Using this approach, binding affinities and activities of certain known estrogen mimics were determined for their use as calibrator molecules. Results indicated rhERalpha and rhERbeta may be employed as probes to distinguish estrogen mimics with a broad range of affinities. In addition, application of the biosensor for detecting DNA-binding proteins in human tissue extracts was demonstrated. The later studies suggest the biosensor may be used as a clinical laboratory tool for assessing tumor marker proteins.