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
三聚氰胺（melamine）；样品基质：液态牛奶/乳品
检测原理
在 pH 7.0 PBS 中，三聚氰胺的氨基部分质子化而带正电，可与 d(T)20 骨架上的负电荷磷酸基团发生静电吸引；同时其三嗪环与胸腺嘧啶碱基形成氢键，使三聚氰胺富集于 d(T)20/Au 界面。d(T)20 自组装膜本身对 [Fe(CN)6]3−/4− 的电子转移形成屏障，结合三聚氰胺后部分中和磷酸基团负电荷，降低界面电子转移阻力，使铁氰化钾还原峰电流增大。采用 DPSV 读取峰电流，峰电流随三聚氰胺浓度升高而线性增加；EIS 中电子转移电阻减小，进一步证实界面相互作用。该方法未使用酶或核酸扩增放大。
检测灵敏度
LOD: 9.6 × 10−9 M；线性范围: 3.9 × 10−8–3.3 × 10−6 M；线性系数: 0.990
效应效果
在 9.6×10−7 M 三聚氰胺检测中，100 倍 K+、Na+、NH4+、Cl−、PO4^3−、SO4^2−、Ac−、葡萄糖、丙氨酸、精氨酸、酪氨酸和谷氨酸钠几乎不干扰，选择性良好。电极冰箱保存两周后电流响应无明显变化，稳定性较好。对 4.8×10−7 M 三聚氰胺进行 10 次独立测定，RSD 为 1.9%。液态牛奶样品经三氯乙酸/甲醇处理、离心、过滤和浓缩后，用标准加入法测得三聚氰胺浓度为 3.8×10−7 M，回收率为 95%。作者认为该方法快速、简便、低成本，检出限低于传统方法，具有食品检测应用潜力。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode），作为工作电极提供电子转导界面
- 识别元件自组装膜：5′-巯基己基连接寡核苷酸 d(T)20，通过 Au-S 键固定于金表面，提供磷酸基团与胸腺嘧啶识别位点
- 电化学探针/信号标记物：铁氰化钾 [Fe(CN)6]3−/4−，作为可逆氧化还原探针，其峰电流反映界面电子转移变化
- 缓冲介质：pH 7.0 磷酸盐缓冲液（PBS），维持三聚氰胺质子化与 d(T)20 负电荷状态
- 检测读出：CHI 760C 电化学工作站，采用 DPSV/EIS/CV 读取峰电流与阻抗变化
中文摘要
本文报道了一种基于寡核苷酸膜修饰金电极的新型简便电化学方法，用于检测三聚氰胺。以铁氰化钾 [Fe(CN)6]3−/4− 作为电化学探针，研究寡核苷酸与三聚氰胺之间的相互作用。循环伏安、差分脉冲溶出伏安、电化学阻抗谱和原子力显微镜结果表明，三聚氰胺主要通过静电作用和氢键与寡核苷酸结合。该相互作用使铁氰化钾的氧化还原峰电流增加，从而可用于三聚氰胺的电化学传感。在 3.9×10−8 至 3.3×10−6 M 范围内，铁氰化钾还原峰电流与三聚氰胺浓度呈线性关系，线性系数为 0.990，检出限为 9.6×10−9 M。该电化学生物传感器快速、简便、低成本，可高效检测三聚氰胺，并成功应用于乳品中三聚氰胺的测定，回收率为 95%。
英文摘要
A novel and simple electrochemical method for determination of melamine is developed based on oligonucleotides film modified gold electrodes. The electrochemical probe of ferricyanide was used to investigate the interactions between oligonucleotides and melamine. Results of cyclic voltammetries, differential pulse stripping voltammetries, electrochemical impedance spectrometry and atomic force microscope, proved that melamine might interact with oligonucleotides mainly through electrostatic and hydrogen-bonding interactions. The interactions between oligonucleotides and melamine lead to the increase in the peak currents of ferricyanide, which could be used for electrochemical sensing of melamine. The redox peak currents of ferricyanide were linear with the concentration of melamine in the range from 3.9x10(-8) to 3.3x10(-6)M with a linear coefficiency of 0.990. The detection limit was 9.6x10(-9)M. The proposed electrochemical biosensor is rapid, convenient and low-cost for effective sensing of melamine. Particularly, the proposed method was applied successfully to the determination of melamine in milk products, and the recovery was 95%.