组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
乙肝病毒（HBV）相关互补单链 DNA 序列（target S2，5′-AAT-GTG-CTC-CCC-CAA-CTC-CTC-3′）；样品基质为 20 mM Tris-HCl 缓冲液（pH 7.00）中的合成寡核苷酸溶液。
检测原理
将 HBV 相关 ssDNA 探针 S1 经 EDC/NHS 共价固定于氧化 GCE 表面。目标互补 ssDNA S2 与探针杂交形成 dsDNA 后，加入可氧化还原指示剂 AP。AP 的苯并噁嗪环可与 ssDNA 中鸟嘌呤碱基通过氢键和疏水作用结合，并在电极表面富集，产生较强 DPV 还原峰；杂交形成 dsDNA 后，双螺旋结构使 AP 结合/嵌入减少，电极表面 AP 量下降，峰电流降低。以杂交前后 AP 峰电流差值反映杂交程度，目标浓度越高，dsDNA 越多，峰电流下降越大。通过 DPV 在 0.2 M PBS 中读取 AP 两电子还原信号，实现 HBV 相关 DNA 序列定量。
检测灵敏度
LOD: 1.00 × 10^-7 M；线性范围: 3.53 × 10^-7–1.08 × 10^-6 M；线性方程: i = 0.2206 – 0.139 C（C: 10^-7 M，i: 10^-7 A）；斜率: -0.139；r = 0.9963
效应效果
该传感器对互补目标 DNA 选择性良好，非互补序列 S3 处理后 AP 峰电流几乎不下降，表明仅互补序列可形成 dsDNA 并引起信号变化。在 4.0×10^-7 M 目标 HBV DNA 下，三个独立制备电极的相对标准偏差为 4.63%，重现性较好。电极经 95°C 超纯水 5 min 并冰浴冷却后可再生，连续 4 次杂交/再生循环峰电流无显著衰减，第 5 次开始逐渐下降。作者认为该方法简单、低成本，可用于 HBV 相关 DNA 杂交特异性检测，并指出 AP 对 ssDNA 鸟嘌呤碱基的位点特异性结合可能有助于 HBV 及其他逆转录病毒药物开发。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE），经 -0.50 V 氧化产生表面官能团，作为工作电极。
- 共价连接层：1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC）和 N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），用于活化电极表面并共价偶联 ssDNA 探针。
- 识别元件：HBV 相关单链 DNA 探针（S1，5′-GAG-GAG-TTG-GGG-GAG-CAC-ATT-3′），固定于 GCE 表面，与互补目标 DNA 杂交。
- 信号标记/指示剂：2-氨基苯并噁嗪-3-酮（AP，2-aminophenoxazine-3-one），可逆两电子氧化还原，与 ssDNA 结合强、与 dsDNA 结合弱，产生差分伏安信号。
- 电解液/缓冲体系：0.2 M PBS（pH 6.80）或 20 mM Tris-HCl（pH 7.00），提供离子环境并维持杂交条件。
- 检测体系：三电极体系，Pt 丝辅助电极、Ag/AgCl/KCl(sat) 参比电极，配合电化学工作站进行 CV/DPV 读出。
中文摘要
本文采用电化学方法研究2-氨基苯并噁嗪-3-酮（AP）与乙肝病毒（HBV）相关短DNA序列的相互作用，并构建一种电化学DNA生物传感器。通过差分脉冲伏安法（DPV）考察AP在裸玻碳电极（GCE）、双链DNA修饰GCE（dsDNA/GCE）和单链DNA修饰GCE（ssDNA/GCE）上的伏安响应，发现峰电流依次增大。以探针DNA杂交前后AP信号变化评价杂交程度，并用非互补序列进行选择性对照。结果表明AP与ssDNA结合较强，杂交形成dsDNA后AP积累减少，信号下降，可用于识别杂交事件。该传感器可在3.53×10^-7至1.08×10^-6 M范围内定量HBV相关DNA序列，线性相关系数r=0.9963，检出限为1.00×10^-7 M。
英文摘要
An electrochemical method was used to probe the interaction between 2-aminophenoxazine-3-one (AP) and the short DNA sequence related to the hepatitis B virus (HBV), and an electrochemical DNA biosensor was developed. The voltammetric signals of AP have been investigated at bare glassy carbon electrode (bare GCE), hybrid double-stranded DNA-modified GCE (dsDNA/GCE), and single-stranded DNA-modified GCE (ssDNA/GCE) by means of differential pulse voltammetry (DPV), and the peak currents increased with respect to the order of electrodes. The extent of hybridization was evaluated on the basis of the difference between signals of AP with a probe before and after hybridization with the complementary sequence. Control experiments with noncomplementary were performed to test the selectivity of the biosensor. With this approach, a sequence of the HBV could be quantified over the range from 3.53 x 10(-7) to 1.08 x 10(-6) M, with a linear correlation of r = 0.9963 and a detection limit of 1.00 x 10(-7) M.