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
BCR/ABL融合基因（BCR/ABL fusion gene）靶DNA/PCR产物；样品基质为CML患者血液PCR真实样品
检测原理
巯基化发夹LNA探针通过5′端巯基与NG形成Au-S键固定于poly-EBT/GCE表面。LNA探针因锁定构象而具有更高Tm和更强单碱基错配判别能力，在60 ℃下与BCR/ABL靶DNA选择性杂交形成双链。亚甲基蓝（MB）作为电活性指示剂，优先与单链LNA暴露的鸟嘌呤结合并嵌入，产生较强DPV氧化还原峰；杂交后双链结构产生空间位阻，限制MB接近鸟嘌呤，使峰电流下降。目标DNA浓度越高，MB信号降低越多，从而实现定量检测。CV/EIS显示poly-EBT负电荷阻隔[Fe(CN)6]3−/4−，NG降低电子转移电阻，LNA固定和杂交进一步增加界面电阻。
检测灵敏度
LOD: 1.0 × 10−13 M；线性范围: 1.0 × 10−12–1.0 × 10−8 M；回归方程: Δip(μA) = 3.30(log C/pM) + 11.0；R = 0.9983
效应效果
该传感器对完全互补靶DNA与单碱基错配序列表现出优异选择性，非互补序列无明显杂交信号。对1.0×10−11 M靶DNA的重现性RSD为7.35%（n=7）。在PCR真实样品检测中，未杂交探针电极平均DPV信号为40.8 μA（RSD 5.12%），阳性样品为16.5 μA（RSD 6.72%），阴性样品为40.1 μA（RSD 7.34%），与琼脂糖凝胶电泳结果一致：阳性样品出现约300 bp条带，阴性样品无条带。作者认为该方法简单、快速，可用于CML的早期诊断和预后监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻碳电极（GCE），经氧化铝抛光及酸碱循环伏安预处理，提供导电基底与电子转移动力
- 聚合物修饰层：聚酸性铬黑T（poly-EBT）膜，由EBT电聚合形成，含磺酸基，提供负电荷界面并阻隔电子转移
- 纳米材料修饰层：纳米金（NG），由HAuCl4柠檬酸还原法制备并电沉积，增大电活性面积、加速电子传递并提供Au-S结合位点
- 识别元件：巯基化发夹锁定核酸探针（thiolated-hairpin LNA probe），5′端巯基与NG形成Au-S键固定，选择性杂交BCR/ABL靶DNA
- 信号标记物：亚甲基蓝（MB），作为电活性指示剂，与单链LNA暴露鸟嘌呤结合，杂交后因双链空间位阻使DPV信号降低
中文摘要
本文报道了一种用于检测慢性髓系白血病（CML）中BCR/ABL融合基因的新型电化学生物传感器。该传感器以巯基化发夹锁定核酸（LNA）探针为捕获探针，将其固定于纳米金（NG）/聚酸性铬黑T（poly-EBT）膜修饰的玻碳电极（GCE）表面。固定化的LNA探针可在电极表面与其靶DNA选择性杂交。采用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）对LNA探针的固定及杂交过程进行表征，并以电活性亚甲基蓝（MB）为指示剂，通过差分脉冲伏安法（DPV）检测杂交事件。结果表明，该方法对单碱基错配与完全互补序列杂交后具有优异的选择性和较高的灵敏度，并已成功用于PCR真实样品检测，结果令人满意。
英文摘要
A novel electrochemical biosensor is described for detection of breakpoint cluster region gene and a cellular abl (BCR/ABL) fusion gene in chronic myelogenous leukemia (CML) by using thiolated-hairpin locked nucleic acids (LNA) as the capture probe. The hairpin LNA probe was immobilized on the nanogold (NG)/poly-eriochrome black T (EBT) film-modified glassy carbon electrode (GCE). The immobilized LNA probe could selectively hybridize with its target DNA on LNA/NG/EBT/GCE surface. The immobilization and hybridization of the LNA probe were characterized with cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The hybridization of the immobilized LNA probe with the target DNA was detected by differential pulse voltammetry with the electroactive methylene blue as an indicator. The results indicated this new method has excellent specificity for single-base mismatch and complementary after hybridization, and a high sensitivity. This novel electrochemical biosensor has been used for assay of PCR real sample with satisfactory result.