组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
免疫球蛋白 G（IgG），样品基质为 PBS 缓冲液。
检测原理
本工作并非构建固定识别元件的传感器，而是用 SPR 原位监测 IgG 在 PS-b-PMMA 纳米图案表面的吸附。PBS 中的 IgG 扩散至表面后，在 PS、PMMA 及 PS/PMMA 界面区域发生非共价吸附。由于 PS/PMMA 界面具有有限有效宽度（约 1 nm）和不同于两种均相表面的化学环境，IgG 可跨界面与两种聚合物相互作用，并可能改变吸附取向，使界面吸附亲和力高于 PS 与 PMMA 的加权平均。随着界面长度密度增加，单位面积界面区域增多，总吸附量相应增加。吸附层改变金膜附近介电环境，使表面等离子体共振角 θr 发生位移；通过 Fresnel 计算和 de Feijter 公式将光学厚度换算为吸附质量密度，从而定量反映蛋白吸附量。
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
作者用两种 IgG（鼠抗羊、羊抗兔）交叉验证，结果一致；误差棒为 ±2 SD，表明界面效应具有统计可靠性。纳米图案特征尺寸 λC-C 从 29 到约 300 nm，PS 域宽 dPS 从 13 到约 200 nm，界面长度密度 linterf 从 8 到 84 µm/µm²；最小图案的吸附量较 PS/PMMA 加权平均高约 25%。AFM 显示吸附后表面起伏小于 3 nm，未见多层或聚集，且可分辨 PS、PMMA 与界面区域的不同蛋白密度。作者认为该界面效应不依赖条纹或点阵形貌，对细胞-表面研究、生物材料及含纳米特征的生物传感器设计具有参考价值。
传感器的构成
- 基底：LaSFN9 高折射率玻璃，提供光学基底与机械支撑。
- 换能金膜：2 nm Cr 粘附层与 50 nm Au 热蒸发层，用于 SPR 表面等离子体激发。
- 中性表面能层：P(S-r-BCB-r-MMA) 交联共聚物，降低界面能并促进 PS-b-PMMA 有序自组装。
- 纳米图案层：PS-b-PMMA 嵌段共聚物自组装形成 PS/PMMA 条纹或点阵，提供化学异质纳米界面。
- 表面界面：PS/PMMA 域边界，具有增强 IgG 吸附亲和力的化学界面。
- 吸附蛋白：IgG（鼠抗羊 IgG、羊抗兔 IgG），作为被测/吸附蛋白形成单层。
- 读出系统：SPR 光学系统与 Teflon 液池，监测共振角位移并换算吸附质量密度。
中文摘要
本文系统研究了纳米图案化聚合物薄膜上蛋白质-表面相互作用的调控机制。作者利用聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯（PS-b-PMMA）嵌段共聚物自组装制备了特征尺寸从 13 到约 200 nm、界面长度密度从 8 到 84 µm/µm² 的纳米图案表面，并通过原子力显微镜（AFM）表征其形貌与化学域分布。随后，在磷酸盐缓冲液（PBS）中以表面等离子共振（SPR）原位监测免疫球蛋白 G（IgG）在不同纳米图案、纯 PS 和纯 PMMA 表面上的吸附动力学。结果表明，纳米图案表面的 IgG 吸附量显著高于按 PS 和 PMMA 表面分数加权平均的预测值，且增强程度随界面长度密度增加而增大，尤其在图案特征尺寸接近单个 IgG 尺寸时最为明显。作者提出，PS/PMMA 表面界面具有有限有效宽度和高于两种均相表面的吸附亲和力，可解释该“界面效应”。该工作为理解纳米结构表面蛋白吸附、细胞-表面相互作用及纳米生物传感器设计提供了依据。
英文摘要
The introduction of nanoscale features brings with it a high density of surface interface boundaries and effectively introduces an additional boundary material that exhibits properties different from the surrounding surfaces. We systematically varied the feature size of self-assembled polystyrene-block-poly(methyl methacrylate) copolymer nanopatterns from 13 to 200 nm and demonstrated that the basic property of protein adsorption on a nanopatterned surface can be modulated by the length density of surface interfaces present. Protein adsorption on the nanopatterns could be described by a modified adsorption affinity along the surface interface with an effective width on the length-scale of individual proteins. Due to the intrinsic high density of surface interfaces in many polymeric thin film nanopatterns and structures, the interaction of proteins with such interfaces may be of particular relevance to cell-surface studies and to biomaterial and biosensor applications involving nanoscale features.