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
花椰菜花叶病毒35S启动子/基因序列（CaMV 35S promoter/sequence，转基因生物GMOs指示序列）；样品基质：PBS缓冲液/寡核苷酸溶液（原文未报道实际食品或生物样品基质）
检测原理
金电极表面先形成巯基乙酸（MAA）自组装单分子层，经EDC/NHS活化后与目标CaMV 35S寡核苷酸S1共价固定。PbS纳米颗粒经MAA修饰后，其表面羧基与5'-氨基标记的互补探针S2通过EDC/NHS共价连接，形成PbS–ssDNA偶联物。当目标DNA存在时，探针S2与电极表面S1杂交，PbS纳米颗粒被锚定在双链杂交体上。随后用1.0 mol/L HNO3氧化溶解PbS，释放Pb2+；Pb2+在玻碳电极原位汞膜上于-1.1 V预富集300 s，再经差分脉冲阳极溶出伏安法（DPASV）在-0.84 V附近溶出。目标DNA浓度越高，杂交锚定的PbS越多，释放Pb2+越多，阳极溶出峰电流越大，从而实现定量检测。
检测灵敏度
LOD: 4.38 × 10^-12 mol/L (3r)；线性范围: 1.2 × 10^-11–4.8 × 10^-8 mol/L（对目标DNA浓度对数线性）；灵敏度斜率: 0.123 μA/log C (pmol/L)（回归方程 ip,a (μA)=0.123 log C (pmol/L)+0.616）；R^2 = 0.994。Pb2+标准曲线: LOD 8.5 × 10^-9 mol/L (3r)；线性范围 2.0 × 10^-8–2.0 × 10^-6 mol/L；ip,a (μA)=7.57 C (μmol/L)-0.064；R^2=0.997。
效应效果
该方法对互补序列、非互补序列和三碱基错配序列具有良好选择性：非互补序列响应接近空白，三碱基错配序列信号明显低于互补序列，表明可区分特异性杂交。电化学阻抗谱显示MAA自组装、DNA固定和杂交步骤均成功。与基于金纳米颗粒标签的电化学溶出DNA检测相比，灵敏度更高；与基于CdS纳米颗粒的阻抗DNA杂交检测具有竞争力。方法将纳米颗粒标记电化学DNA分析拓展到转基因生物（GMOs）中CaMV 35S特异性序列检测，具有简单、低成本、易操作的优势。原文未报告重现性RSD、长期稳定性或实际样品加标回收率。
传感器的构成
- 基底电极：金电极（Au electrode，直径2 mm），用于固定目标DNA、杂交及EIS监测。
- 自组装修饰层：巯基乙酸（MAA）自组装单分子层（SAM/Au），提供羧基用于共价固定目标DNA。
- 活化偶联试剂：EDC/NHS，活化MAA羧基并与DNA氨基/脱氧鸟嘌呤残基形成共价连接。
- 识别元件：目标寡核苷酸S1（CaMV 35S序列，23-mer），共价固定于MAA/Au表面，与探针杂交。
- 识别元件：探针寡核苷酸S2（5'-NH2标记互补序列），与PbS纳米颗粒共价连接，用于识别目标DNA。
- 信号标记物：MAA修饰硫化铅纳米颗粒（PbS NPs，平均直径约25 nm），作为寡核苷酸标签，杂交后氧化溶解释放Pb2+。
- 检测电极：玻碳电极（GCE，直径4 mm）原位汞膜，用于DPASV富集和测定Pb2+。
- 检测介质：HOAc–NaOAc缓冲液（pH 4.7，含1.8×10^-4 mol/L Hg2+），用于Pb2+ DPASV测定。
中文摘要
本文报道了一种基于硫化铅（PbS）纳米颗粒标记寡核苷酸的电化学生物传感器，用于检测花椰菜花叶病毒（CaMV）35S启动子基因序列。PbS纳米颗粒在水相中合成，并用巯基乙酸（MAA）修饰，使其表面暴露羧基，再通过EDC/NHS偶联反应与5'-氨基标记的CaMV 35S探针寡核苷酸共价连接。目标DNA序列通过MAA自组装金电极表面羧基与EDC/NHS活化后共价固定于电极上，随后在电极表面与PbS标记探针DNA杂交。杂交产物中的PbS纳米颗粒经1.0 mol/L HNO3氧化溶解，释放Pb2+，采用差分脉冲阳极溶出伏安法（DPASV）在玻碳电极原位汞膜上富集并测定Pb2+。阳极溶出峰电流与目标DNA浓度对数呈良好线性关系，检出限为4.38×10^-12 mol/L（3r）。该方法可将纳米颗粒标记的电化学DNA分析拓展至转基因生物特异性序列检测，具有较高灵敏度和选择性。
英文摘要
Lead sulfide (PbS) nanoparticles were synthesized in aqueous solution and used as oligonucleotide labels for electrochemical detection of the 35 S promoter from cauliflower mosaic virus (CaMV) sequence. The PbS nanoparticles were modified with mercaptoacetic acid and could easily be linked with CaMV 35 S oligonucleotide probe. Target DNA sequences were covalently linked on a mercaptoacetic acid self-assembled gold electrode, and DNA hybridization of target DNA with probe DNA was completed on the electrode surface. PbS nanoparticles anchored on the hybrids were dissolved in the solution by oxidation of HNO3 and detected using a sensitive differential pulse anodic stripping voltammetric method. The detection results can be used to monitor the hybridization reaction. The CaMV 35 S target sequence was satisfactorily detected with the detection limit as 4.38 x 10(-12)mol/L (3sigma). The established method extends nanoparticle-labeled electrochemical DNA analysis to specific sequences from genetically modified organisms with higher sensitivity and selectivity.