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
综述或非传感器论文
检测对象
多种目标分析物（multi-analytes）：霍乱毒素（cholera toxin）、毒素（toxins）、临床分析物（clinical analytes）、病原/抗体等；样品基质：未限定，文中提及食品、环境水样、血清/临床样品。
检测原理
该方法以二氧化硅或硅基载玻片为基底，先经酸/碱清洗暴露反应性 Si–OH，再用 MTS、APTES、OTS 或 MTPTS 等硅烷形成硫醇、胺基、C18 疏水或甲基丙烯酸酯功能层。随后通过 GMBS、BS3 或 EDC/NHS 等交联剂将抗体、酶、肽、糖脂或 NeutrAvidin 等识别元件共价或非共价固定；PDMS 通道可将其图案化为多分析物阵列。目标物与识别元件特异性结合后，改变传感表面的结合量与界面性质；在平面阵列生物传感器中，该结合事件转换为荧光、发光或表面受限光学信号变化，信号随目标浓度升高而增强。水凝胶网络可提高固定容量并降低背景。
检测灵敏度
原文未报告
效应效果
文中未给出 LOD、线性范围、RSD 或回收率等定量性能。作者强调所描述固定方法已成功用于将抗体、酶、肽、糖脂等识别分子固定到传感表面，并在生物传感器结合分析中保持完整功能。PDMS 图案化可实现多通道、多分析物同时检测，并设置正/负对照；BSA/casein/Tween-20 封闭可降低非特异吸附。水凝胶表面相比二维表面可提高固定容量、降低荧光背景，并有利于亲和实验。OTS 疏水表面经 120°C 固化对糖脂结合毒素（如霍乱毒素）的敏感检测至关重要，省略固化会显著降低结合。
传感器的构成
- 基底：玻璃载玻片/二氧化硅表面（microscope slides, silica-based surfaces），提供可硅烷化 Si–OH 羟基。
- 功能硅烷修饰层：MTS（mercaptopropyltriethoxysilane）、APTES（3-aminopropyl triethoxysilane）、OTS（octadecyltrichlorosilane）或 MTPTS（3-(trimethoxysilyl) propyl-methacrylate），引入 -SH、-NH2、C18 疏水链或甲基丙烯酸酯基团。
- 交联剂层：GMBS（N-[γ-maleimidobutyryloxy]succinimide ester）、BS3（bis(sulfosuccinimidyl) suberate）或 EDC/NHS，连接表面官能团与生物分子。
- 识别元件：抗体（antibody）、酶（enzyme）、肽（peptide）、碳水化合物（carbohydrate）、核酸（nucleic acid）、糖脂（GM1/GT1b）或 NeutrAvidin/avidin 中间体，用于特异性捕获目标。
- 图案化微流控结构：PDMS（NuSil MED-4011）gasket 与 Plexiglas 模具，形成多通道阵列并控制试剂流动。
- 水凝胶网络：含 6-acryloyl-β-O-methyl galactopyranoside、2-acrylamidoglycolic acid 或 N-(3-aminopropyl)methacrylamide、Bis 交联剂，经 sodium persulfate/TEMED 聚合，提高固定容量。
- 封闭剂：BSA（bovine serum albumin）、casein、Tween-20/PBSTB，减少非特异吸附。
中文摘要
本章介绍将生物识别分子固定到二氧化硅或硅基传感表面的多种方法，用于平面阵列生物传感器。生物识别分子是生物传感器的关键元件，其固定方式直接影响抗原性、结合亲和力和酶活性保留。共价固定方法通常包含三步：首先用合适硅烷或含胺/羧基水凝胶修饰表面，引入特定功能基团；其次通过交联剂的一个反应基团将其共价连接到表面；最后将生物识别分子连接到交联剂的剩余反应基团。文中还描述了用高度疏水硅烷修饰表面，并通过疏水作用将糖脂识别元件基本不可逆地固定。此外，介绍了 PDMS 图案化阵列制备和用于提高固定容量的水凝胶薄膜制备。这些方法已成功用于将生物识别分子固定到传感表面，并在生物传感器结合分析中保持完整功能。
英文摘要
Several methods are described in which a biological recognition molecule--a critical element in any biosensor--is immobilized onto a silica or silica-based sensing substrate. Although several variations are described, the methods for covalent immobilization share a common theme and are generally composed of three steps: modification of the surface to add specific functional groups (using appropriate silanes or an amine or carboxyl-containing hydrogel), covalent attachment of a crosslinker through one of its reactive moieties, and finally, covalent linking of the biomolecule (recognition element) to the remaining reactive moiety of the crosslinker. One final method is presented in which the surface is modified with a highly hydrophobic silane and a glycolipid recognition element immobilized, essentially irreversibly, by hydrophobic interactions. All of the methods described have been successfully used to immobilize biological recognition molecules onto sensing surfaces, with full functionality in biosensor-binding assays.