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
人免疫球蛋白G（human IgG, HIgG）；样品基质：人血清（PBS稀释）
检测原理
该传感器采用夹心式免疫识别与酶催化电化学放大。Ab1固定于GNPs/PDCNTs/GCE表面，HIgG与Ab1特异性结合后，HRP-GNPs-Ab2标记物结合到HIgG上，形成Ab1-HIgG-HRP-GNPs-Ab2复合物。GNPs作为载体同时负载Ab2和多个HRP，HRP/Ab2摩尔比约8:1，使每个免疫结合事件携带更多酶分子，实现信号放大。检测时，HRP催化OPD与H2O2反应生成2,2'-二氨基偶氮苯，该产物在差分脉冲伏安法（DPV）下产生氧化还原峰。GNPs/CNTs杂化膜提高电极电子转移速率，使峰电流随HIgG浓度增加而增强，从而实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 40 pg/mL；线性范围: 0.125–80 ng/mL；对照 HRP–Ab2: LOD around 0.35 ng/mL；线性范围: 1.0–80 ng/mL
效应效果
该传感器选择性良好：10 ng/mL山羊IgG与10 ng/mL HIgG混合时，与仅HIgG相比电流差异不显著，RSD为5.1%。再生性方面，用0.1 M pH 3.5甘氨酸-HCl洗脱后连续5次测定，RSD为6.5%。稳定性方面，4 ℃保存30天后仍保留超过95%的初始响应。实际人血清样品中，5份样品与ELISA结果相对偏差为3.7%–8.0%，表明方法可靠。与常规HRP–Ab2标记相比，HRP–GNPs–Ab2标记将检出限从约0.35 ng/mL降至40 pg/mL，灵敏度提高约9倍，且非特异背景较低。作者认为该传感器可拓展至其他蛋白和DNA检测，具有临床应用潜力。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻璃碳电极（GCE），经氧化铝抛光和清洗，作为导电基底与电化学换能器。
- 碳纳米管修饰层：酸化多壁碳纳米管（CNTs）经聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）功能化形成PDCNTs，滴涂于GCE，提供导电网络并锚定GNPs。
- 金纳米颗粒修饰层：约20 nm金纳米颗粒（GNPs）通过静电作用吸附于PDCNTs，形成GNPs/PDCNTs杂化膜，增强电子转移并固定抗体。
- 识别元件：山羊抗人IgG抗体（Ab1）吸附于GNPs/PDCNTs表面，用于特异性捕获人IgG（HIgG）。
- 封闭剂：2%牛血清白蛋白（BSA）+0.05% Tween-20，封闭非特异结合位点，降低背景。
- 信号标记物：HRP-GNPs-Ab2生物偶联物，小鼠抗人IgG二抗（Ab2）与辣根过氧化物酶（HRP）共结合于GNPs，HRP/Ab2摩尔比约8:1，实现多酶标记放大。
- 底物/电子供体：邻苯二胺（OPD）与过氧化氢（H2O2），在HRP催化下生成可电活性产物2,2'-二氨基偶氮苯。
中文摘要
本文报道了一种基于金纳米颗粒（GNPs）/碳纳米管（CNTs）杂化平台与辣根过氧化物酶（HRP）功能化金纳米颗粒标记的电化学免疫传感器，用于人免疫球蛋白G（HIgG）的高灵敏检测。将GNPs/CNTs纳米杂化膜覆盖在玻璃碳电极（GCE）表面，构建了有效的抗体固定基质，使固定化的生物分子保持较高稳定性和生物活性。该传感器采用夹心式免疫分析策略，以山羊抗人IgG抗体（Ab1）捕获HIgG，再用HRP与小鼠抗人IgG二抗（Ab2）共结合于GNPs形成的HRP–GNPs–Ab2生物偶联物作为信号标记。由于GNPs表面可负载多个HRP分子，HRP/Ab2摩尔比约为8:1，从而实现多酶标记信号放大。在邻苯二胺（OPD）和过氧化氢（H2O2）体系中，HRP催化生成可电活性产物，差分脉冲伏安法（DPV）检测其氧化还原信号。该传感器对HIgG在0.125–80 ng/mL范围内呈线性响应，检出限为40 pg/mL，并具有良好的精密度、稳定性和重现性，可用于实际血清样品检测，为临床实验室蛋白检测提供了潜在替代工具。
英文摘要
This paper describes the combination of electrochemical immunosensor using gold nanoparticles (GNPs)/carbon nanotubes (CNTs) hybrids platform with horseradish peroxidase (HRP)-functionalized gold nanoparticle label for the sensitive detection of human IgG (HIgG) as a model protein. The GNPs/CNTs nanohybrids covered on the glass carbon electrode (GCE) constructed an effective antibody immobilization matrix and made the immobilized biomolecules hold high stability and bioactivity. Enhanced sensitivity was obtained by using bioconjugates featuring HRP labels and secondary antibodies (Ab(2)) linked to GNPs at high HRP/Ab(2) molar ratio. The approach provided a linear response range between 0.125 and 80ng/mL with a detection limit of 40pg/mL. The immunosensor showed good precision, acceptable stability and reproducibility and could be used for the detection of HIgG in real samples, which provided a potential alternative tool for the detection of protein in clinical laboratory.