组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
禽流感病毒H5N1短DNA寡核苷酸（avian flu virus H5N1 short DNA oligonucleotide, 5′-CCA AGC AAC AGA CTC AAA-3′）；样品基质：缓冲溶液（杂交缓冲液：10 mM Tris-HCl/1.0 mM EDTA/1.0 M NaCl；检测液：0.3 M KCl）
检测原理
金电极表面自组装巯基化DNA探针，MCH封闭后，目标H5N1短DNA与探针杂交形成ds-DNA。多柔比星偶联Ag纳米颗粒加入后，多柔比星嵌入ds-DNA，使Ag NPs特异性结合到电极表面。在0.3 M KCl中进行循环伏安，Ag NPs在阳极氧化并与Cl−生成AgCl，随后AgCl在阴极还原为Ag，产生约0.122 V的尖锐固态Ag/AgCl峰，半峰宽约18 mV。峰电流或峰面积与电极表面Ag NPs数量成正比，而Ag NPs数量由目标DNA浓度决定，因此实现定量。信号放大来自单个Ag NPs含大量Ag原子，固态过程峰窄、背景易扣除。
检测灵敏度
LOD: 1 pM；线性范围: 1 pM–10 nM（峰电流与目标DNA浓度对数线性）
效应效果
该传感器对非互补DNA响应可忽略，与空白溶液相当，显示良好选择性。重现性方面，1 pM DNA测量RSD最高约30%，高于10 nM时RSD约10%；KCl浓度优化实验中平行测量RSD约10–15%。未报告长期稳定性、实际样品加标回收率或与ELISA/qPCR等方法的直接对比。作者指出其LOD为1 pM，与未使用Ag增强步骤的Ag NPs标签电化学DNA传感器相当，但低于此前采用中性PNA探针的10 fM水平。该方法操作简便、成本低、信号特征明显，适合临床诊断、法医和环境监测中的短DNA检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金（Au）电极，2 mm直径，经抛光与电化学清洗，作为工作电极和电化学换能器
- 识别元件：巯基化DNA探针（5′-TTT GAG TCT GTT GCT TGG AAA AAA-3′），通过硫醇自组装固定于Au表面，与目标DNA互补杂交
- 封闭/占位层：6-巯基-1-己醇（MCH），1 mM处理1 h，封闭Au表面非特异性位点并优化探针密度
- 杂交识别产物：双链DNA（ds-DNA），由探针与目标DNA杂交形成，提供多柔比星嵌入位点
- 信号标记物：多柔比星偶联银纳米颗粒（doxorubicin-conjugated Ag nanoparticles, Ag NPs），多柔比星嵌入ds-DNA，将Ag NPs特异性结合到电极
- 偶联/连接层：NHS-PEG-NHS双功能连接子，连接Ag NPs表面伯胺与多柔比星；TRIS封闭未反应NHS基团
- 检测介质：0.3 M KCl水溶液，提供Cl−，使Ag NPs发生固态Ag/AgCl氧化还原过程
中文摘要
本文报道了一种用于检测禽流感病毒H5N1短DNA寡核苷酸（5′-CCA AGC AAC AGA CTC AAA-3′）的电化学生物传感器。该传感器以金电极为基底，表面通过硫醇自组装固定与目标DNA互补的巯基化DNA探针，并用6-巯基-1-己醇封闭非特异性位点。目标DNA与探针杂交形成双链DNA后，采用多柔比星偶联的银纳米颗粒进行标记；多柔比星作为DNA嵌入剂插入双链DNA，从而将银纳米颗粒特异性结合到电极表面。在0.3 M KCl水溶液中，通过循环伏安法检测银纳米颗粒标签，利用固态Ag/AgCl氧化还原过程产生特征尖锐峰，峰电流与目标DNA量相关，实现定量检测。该方法具有操作简便、成本低、信号放大明显和背景易扣除等优点，检出限达到1 pM。
英文摘要
This report describes an electrochemical biosensor for the detection of short DNA oligonucleotide of the avian flu virus H5N1 with sequence 5'-CCA AGC AAC AGA CTC AAA-3'. To fabricate this DNA biosensor, a gold (Au) electrode surface was modified with thiolated DNA probes with a sequence complementary to the target DNA. This modified Au electrode was incubated in a buffer solution containing the target DNA to form double-stranded DNA (ds-DNA) through hybridization. The ds-DNA on the electrode surface was then labeled with silver nanoparticles conjugated with a well-known DNA intercalator, doxorubicin. By performing cyclic voltammetry in an aqueous KCl solution (0.3M), the silver nanoparticle labels were detected as a result of the highly characteristic solid-state Ag/AgCl redox process. The signal obtained was subsequently used to quantify the amount of DNA. A detection limit of 1 pM has been achieved with this new DNA biosensor.