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
人生长激素（human growth hormone, hGH）；样品基质：人血清（另用兔血清评估基质效应）
检测原理
该传感器采用无标记SPR免疫抑制分析。金芯片表面经MUA自组装形成羧基端单分子层，再用EDC/NHS活化并将重组hGH共价固定为竞争抗原。检测时，样品中的hGH与固定量mAb hGH-12预孵育；样品hGH浓度越高，抗体被占据越多，能结合到固定hGH上的抗体越少，传感表面结合质量降低。SPR通过监测表面质量/折射率变化产生响应，因此信号随hGH浓度升高而下降。方法不使用荧光或酶标记放大，而是通过高盐、高pH和Tween 20缓冲液降低血清非特异结合，并用强再生液恢复表面。
检测灵敏度
LOD: 6 ng/mL（人血清）；4 ng/mL（PBST缓冲液）；线性范围: 18–542 ng/mL（PBST缓冲液）；血清工作范围: 6 ng/mL–1.3 μg/mL；R^2 = 0.985（与ELISA对比）
效应效果
非特异抗体响应可忽略，表明固定hGH单分子层选择性良好；PBST-S缓冲液使血清非特异结合降低88%，同时保留90%抗体信号。批内平均RSD低于3%，批间平均RSD为1.87%，所有个体变异低于5%；不同芯片间平均CV为2.19%。缓冲液中传感器可稳定使用100次以上，最大信号下降7%；血清中可连续使用50次以上，最大信号下降17%。10份真实血清样品中5份低于6 ng/mL检测限，其余5份与ELISA高度一致（R2 = 0.985），可识别低于10 ng/mL切值并定量高于切值样品，适用于临床即时诊断。
传感器的构成
- 基底/换能器：金SPR芯片（gold chip），提供表面等离子共振换能表面
- 自组装单分子层：巯基十一烷酸（mercaptoundecanoic acid, MUA）0.05 mM乙醇溶液吸附形成羧基端SAM，用于共价偶联并减少非特异吸附
- 活化层：EDC 0.2 M与NHS 0.05 M活化羧基，形成N-羟基琥珀酰亚胺酯中间体
- 识别元件：重组人生长激素（hGH）50 μg/mL、10 mM醋酸缓冲液pH 5下经氨基共价固定，作为竞争抗原
- 封闭剂：乙醇胺（ethanolamine）1 M、pH 8.5封闭未反应基团
- 检测抗体：单克隆抗体hGH-12（mAb hGH-12）与样品中hGH预孵育，识别hGH亚型并竞争结合固定hGH
- 信号标记物：无（label-free），SPR直接监测表面质量变化
- 运行/再生介质：PBST-S（10 mM磷酸盐pH 8、500 mM NaCl、0.1% Tween 20）降低非特异结合；2 M NaCl、0.1% Tween 20、pH 11再生液解离复合物
中文摘要
本文报道了一种基于表面等离子共振（SPR）的免疫测定方法，用于在人血清中直接、无预处理地检测人生长激素（hGH）。该传感器采用结合抑制免疫分析格式，通过优化抗体浓度、检测缓冲液和再生液，降低血清基质成分在传感表面的非特异性结合。方法最低检测限为6 ng/mL，工作范围覆盖生理浓度范围。批内和批间相对标准偏差均小于5%，不同传感器芯片间差异为2.19%。传感表面可重复使用50次以上，信号下降小于20%。与酶联免疫吸附测定（ELISA）验证结果高度相关（R2 = 0.985）。研究使用便携式全自动Sensia SL系统，表明该SPR免疫传感器可作为临床分析物快速诊断工具，具有即时检测应用潜力。
英文摘要
A surface plasmon resonance immunoassay has been developed to determine human growth hormone (hGH) directly and without pre-treatment in human serum samples. A binding inhibition immunoassay was employed. Antibody concentration, assay buffer and regeneration solution have been optimized in order to reach the best performance and the lower non-specific binding of the matrix components to the sensor surface. The lowest detection limit was 6 ng/mL, with a working range covering the physiological range. Reproducibility of the assay was excellent with both intra-assay and inter-assay relative standard deviations <5%, while a variation of 2.19% was obtained employing different sensor chips. Reutilization of the sensor surface allows its continuous use over 50 measurements with a signal drop <20%. The SPR immunoassay results were validated using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) showing an excellent correlation (R(2)=0.985). A portable and fully automated system (Sensia SL) was employed in this work. This is the first SPR biosensor assay capable of detecting relevant concentrations of a clinical analyte in serum. This study shows the potentials of this device as a diagnostic tool for the detection of multiple clinical analytes.