组成图示
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传感器类型
化学发光生物传感器
检测对象
金黄色葡萄球菌肠毒素B（Staphylococcal enterotoxin B, SEB）；样品基质：溶液标准品（原文未明确血清、食品或环境水样）
检测原理
该传感器采用夹心免疫分析。玻璃表面经硅烷化、生物素化和NeutrAvidin固定生物素化抗SEB捕获抗体；样品中的SEB被捕获后，加入HRP偶联抗SEB检测抗体形成免疫复合物。加入Lumigen TMA-6化学发光底物后，HRP催化底物发生化学发光反应，产生光子。位于玻璃另一面的OPD在0–100 mV反向偏压下吸收光子，P3HT:PCBM活性层产生光生载流子，形成与发光强度成正比的光电流。SEB浓度越高，结合HRP越多，发光越强，光电流越大。手持控制器通过USB读取光电流并减去基线，实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 0.5 ng/mL（on-slide）；LOD: 0.1 ng/mL（coverslip）；线性范围: 1–50 ng/mL（on-slide标准曲线）；OPD灵敏度: 0.25 A/W @532 nm
效应效果
OPD在532 nm量子效率为50–60%，灵敏度0.25 A/W，暗电流密度1–10×10^-12 A/mm2，噪声10–150×10^-15 A/mm2，5 min光电流漂移0.05%，光学LOD约10^-13–10^-12 W/mm2。on-slide法在SEB高于0.1 ng/mL时光电流比coverslip法高5倍以上，但标准差较大，LOD为0.5 ng/mL；coverslip法LOD约0.1 ng/mL。与PMT基RAPTOR相比，两者均能在30 min内检测<0.5 ng/mL SEB；CCD基Array Biosensor灵敏度略高（0.1 vs 0.5 ng/mL），但OPD控制器更轻小（<215 g）且可抛弃。作者认为其适合现场/即时检测并可扩展为多路复用。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：0.7 mm玻璃载玻片与ITO透明底电极，承载OPD并传导光生电流
- 空穴传输层：PEDOT:PSS（约100 nm，喷墨打印），改善空穴传输并作为OPD界面层
- 活性光电层：P3HT与PCBM共混膜（旋涂），吸收化学发光光子并产生光电流
- 顶电极：Al（约100 nm，真空蒸镀），与ITO形成4×4 mm OPD像素
- 封装层：单面压敏氧阻隔箔，保护OPD免受氧气和水分影响
- 识别表面：玻璃另一面经3-aminopropyltrimethoxysilane硅烷化并用EZ-link NHS-biotin生物素化，再经NeutrAvidin固定生物素化抗SEB捕获抗体（R-SEB mAb, clone 2B）
- 封闭层：ECL Advance blocking agent，封闭非特异结合位点
- 信号标记物：HRP偶联抗SEB检测抗体（R-SEB-HRP），与捕获的SEB形成夹心复合物
- 化学发光底物：Lumigen TMA-6 Solutions A/B（ECL Advance底物），被HRP催化产生光子供OPD检测
中文摘要
生物传感器已能在极低水平同时检测多种病原体，但现场和即时检测需要微型化。微流控系统可缩小生化处理装置，电子元件也持续小型化，然而适合集成的光学元件（如LED和CMOS芯片）通常仍过于昂贵，难以用于一次性器件。本文报道将聚合物二极管集成到生物传感器芯片上，构建同时包含检测器和固定捕获抗体传感表面的可抛弃器件。作者在有机光电二极管（OPD）基底上完成化学发光免疫分析，并使用连接笔记本电脑的手持读数器测量结果。该微型化生物传感器采用含OPD的一次性载玻片，可检测金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB），最低检测浓度为0.5 ng/mL。
英文摘要
Biosensors have successfully demonstrated the capability to detect multiple pathogens simultaneously at very low levels. Miniaturization of biosensors is essential for use in the field or at the point of care. While microfluidic systems reduce the footprint for biochemical processing devices and electronic components are continually becoming smaller, optical components suitable for integration--such as LEDs and CMOS chips--are generally still too expensive for disposable components. This paper describes the integration of polymer diodes onto a biosensor chip to create a disposable device that includes both the detector and the sensing surface coated with immobilized capture antibody. We performed a chemiluminescence immunoassay on the OPD substrate and measured the results using a hand-held reader attached to a laptop computer. The miniaturized biosensor with the disposable slide including the organic photodiode detected Staphylococcal enterotoxin B at concentrations as low as 0.5 ng/mL.