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
PML-RARα融合基因（PML-RARα fusion gene）；样品基质：急性早幼粒细胞白血病（APL）患者静脉血提取的RNA反转录cDNA及合成寡核苷酸靶DNA
检测原理
传感器以玻璃碳电极为基底，经DEC/NHS活化后共价固定18碱基单链PML-RARα探针S1。当样品中存在互补靶DNA S2时，探针与靶序列在电极表面杂交形成双链DNA；单碱基错配或非互补序列不能形成完整双链。随后加入芦荟大黄素AE，AE的平面蒽醌结构嵌入双链DNA碱基对之间，形成非电活性AE-DNA复合物，使可参与电极反应的AE减少，DPV还原峰电流降低或峰电流变化量增大。由于ssDNA与dsDNA对AE的嵌入结合能力不同，峰电流变化量可反映杂交程度，并随靶DNA浓度在1.5×10−8至1.5×10−7 M范围内线性变化。
检测灵敏度
LOD: 6.7 × 10−8 M；线性范围: 1.5 × 10−8–1.5 × 10−7 M；回归方程: y = 0.4068x + 3.2729；R^2 = 0.9958
效应效果
该传感器对互补序列、单碱基错配序列和非互补序列表现出明显选择性：互补杂交信号显著，单碱基错配信号明显降低，非互补序列与ssDNA修饰电极信号无显著差异。重复性方面，裸GCE、互补、单碱基错配和ssDNA修饰电极的RSD分别为3.20%、6.43%、8.35%和8.11%。实际静脉血样品经RNA提取和反转录后检测，探针修饰电极平均信号2.43 µA（RSD 6.2%），阳性样品1.47 µA（RSD 8.9%），阴性样品2.60 µA（RSD 7.7%），阳性样品信号明显下降，表明发生特异性杂交。作者认为该方法简单、快速、灵敏，可用于APL诊断。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），工作电极，提供电子转导界面。
- 共价偶联修饰层：N-羟基磺基琥珀酰亚胺（NHS）与N-(3-二甲氨基)丙基-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐（DEC），活化GCE表面并共价固定DNA探针。
- 识别元件：18碱基单链PML-RARα探针S1（5′-NH3 TCT CAA TGG CTG CCT CCC-3′），共价固定于GCE，识别互补靶序列。
- 信号指示剂：芦荟大黄素（Aloe-emodin, AE），嵌入双链DNA形成非电活性复合物，降低AE还原峰电流。
- 检测缓冲液：0.1 M Tris-HCl（pH 4.4，含20 mM NaCl），用于AE结合与差分脉冲伏安法检测。
- 读出系统：电化学工作站660B三电极体系（铂丝辅助电极、Ag/AgCl参比电极），DPV读取AE还原峰电流。
中文摘要
本文采用循环伏安法、差分脉冲伏安法和紫外-可见光谱法，系统研究了芦荟大黄素（AE）与鲑鱼精DNA在0.1 M Tris–HCl缓冲液（pH 4.4）中及DNA修饰玻璃碳电极（GCE）表面的相互作用。AE在GCE上具有良好电化学活性，呈现一对氧化还原峰。作者提出AE可嵌入DNA链中形成非电活性复合物，导致其还原峰电流下降。AE在ssDNA/GCE和dsDNA/GCE表面的Langmuir吸附常数分别为(2.1±0.4)×10^5 M^-1和(2.7±0.2)×10^5 M^-1。基于AE对单链与双链DNA结合差异，构建了序列特异性DNA电化学生物传感器，用于检测急性早幼粒细胞白血病（APL）中PML-RARα融合基因，检出限为6.7×10^-8 M，线性范围为1.5×10^-8至1.5×10^-7 M，并考察了ssDNA修饰电极的选择性。
英文摘要
The interaction of Aloe-emodin (AE) with salmon sperm DNA in 0.1M Tris-HCl buffer (pH 4.4) and at the DNA-modified glassy carbon electrode (GCE) was systemically studied with voltammetry and ultraviolet-visible (UV-vis) spectroscopy. AE had excellent electrochemical activity on the GCE with a couple of redox peaks. We propose that AE can intercalate into DNA strands forming a nonelectroactive complex, which results in the decrease of the reduction peak current of AE. The Langmuir adsorption constants of AE at ss- and dsDNA/GCE were (2.1+/-0.4)x10(5) and (2.7+/-0.2)x10(5)M(-1), respectively. The difference between AE at ss- and dsDNA has been used for the preparation of a sequence-specific DNA electrochemical biosensor for detection of PML-RARalpha fusion gene in acute promyelocytic leukemia (APL) with a detection limit of 6.7x10(-8)M and a linear range from 1.5x10(-8) to 1.5x10(-7)M. The selectivity of ssDNA-modified electrode was also described.