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
互补靶标寡核苷酸（complementary target ODN）；样品基质：PBS（pH 7.4）溶液
检测原理
传感器以玻璃碳电极为基底，在其表面电聚合4-羟基苯基噻吩-3-羧酸酯（HPT）形成聚(4-羟基苯基噻吩-3-羧酸酯)（PHPT）导电聚合物膜。ODN探针物理吸附于PHPT膜上，当互补靶标ODN加入后，探针与靶标通过碱基配对形成双链ODN。双链结构使聚合物链刚性增加并改变界面构象，同时多阴离子双链ODN与阳离子PHPT及阴离子氧化还原电对之间产生静电排斥，降低PHPT的电化学活性。因此，循环伏安中约1.2 V处的PHPT氧化峰电流随靶标ODN量增加而下降；非互补ODN不形成双链，氧化电流无明显下降，从而实现无标记电化学检测。
检测灵敏度
LOD: 1.49 nmol；灵敏度: 0.02 μA/nmol；结论另报灵敏度: 0.0059 μA/nmol
效应效果
该传感器对互补靶标ODN选择性良好：非互补ODN孵育后约1.2 V氧化电流未显著下降，甚至略增，可区分互补序列。检测限1.49 nmol，灵敏度0.02 μA/nmol（结论另报0.0059 μA/nmol）。与Park等10 nmol、Peng等1和0.5 nmol、Cha等1 nmol、Garnier等2 nmol相比，作者认为具有应用潜力。AFM显示杂交后表面粗糙度增加，FTIR出现ODN相关峰，支持探针固定与杂交。作者强调成本低、制备简单、无需接枝剂、无标记且选择性良好，未来可用PHPT纳米复合材料提升性能。未报告稳定性、RSD或实际样品回收率。
传感器的构成
- 基底电极：玻璃碳电极（glassy carbon electrode, GCE），经氧化铝抛光，作为电聚合与电化学检测基底。
- 导电聚合物修饰层：聚(4-羟基苯基噻吩-3-羧酸酯)（poly(4-hydroxyphenyl thiophene-3-carboxylate), PHPT），由4-羟基苯基噻吩-3-羧酸酯（HPT）电聚合形成，作为活性换能层。
- 识别元件：寡核苷酸探针（ODN-probe，NH2-GAT GAG TAT TGA TGC CGA-3′），物理吸附于PHPT膜，识别互补靶标。
- 信号标记物：无（label-free），不添加荧光、酶或金属标记，信号来自PHPT氧化电流变化。
- 电解质/缓冲体系：磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.4）用于杂交与清洗；四丁基高氯酸铵（TBAClO4）/乙腈用于电聚合和循环伏安测量。
- 表征电极：ITO玻璃电极（indium tin oxide, ITO），用于AFM和FTIR表面形貌与结构表征。
- 信号读出：循环伏安（CV）在约1.2 V的PHPT氧化峰电流变化，用于无标记检测。
中文摘要
本文报道了一种基于功能化聚噻吩的无标记电化学生物传感器，用于识别DNA杂交事件。作者通过循环伏安电聚合在玻璃碳电极上制备聚(4-羟基苯基噻吩-3-羧酸酯)（PHPT）膜，并用循环伏安、傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜进行表征。寡核苷酸探针（ODN-probe）物理吸附于PHPT膜表面，随后与互补寡核苷酸靶标进行杂交。生物识别过程通过比较单链和双链寡核苷酸状态下的循环伏安信号进行监测：双链状态下寡核苷酸使聚合物结构刚性增加，PHPT电化学活性降低，因此氧化电流低于单链状态。在ITO电极上，AFM观察到物理吸附探针及其杂交后的形貌变化。该电化学传感器灵敏度为0.02 μA/nmol，检出限为1.49 nmol，并具有良好的选择性。
英文摘要
A simple and label-free electrochemical sensor for recognition of the DNA sensor event was prepared by electrochemical polymerization of 4-hydroxyphenyl thiophene-3-carboxylate. Poly(4-hydroxyphenyl thiophene-3-carboxylate) (PHPT) was synthesized electrochemically onto glassy carbon electrode and characterized by cyclic voltammetry, FTIR and AFM measurements. An ODN-probe was physisorbed onto PHPT film and tested on hybridization with complementary ODN segments. A biological recognition can be monitored by comparison with electrochemical signal (cyclic voltammogram) of single and double strand state oligonucleotide. The oxidation current of double strand state oligonucleotide is lower than that of single strand, that is corresponding to the decrease of electroactivity of PHPT with the increase of stiffness of polymer structure. Physisorbed ODN-probe and its hybridization were observed morphologically onto ITO electrodes using AFM. The sensitivity of the electrochemical sensor is 0.02 microA/nmol, detection limit is 1.49 nmol and it has good selectivity.