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
腺苷脱氨酶活性（adenosine deaminase, ADA）；ADA 抑制剂 EHNA；样品基质：Tris 缓冲液/40KT 缓冲液/HEPES-KCl 电解液
检测原理
金电极经 DNA2 硫醇端自组装、MCH 封闭后，与含腺苷适配体区、G-四链体半区和连接区的 DNA1 杂交固定。DNA1 预结合腺苷后，适配体区形成紧密结构，抑制 G-四链体半区结合血红素，电极表面血红素负载量低，DPV 信号弱。加入 ADA 后，酶催化腺苷脱氨生成肌苷，肌苷释放使适配体区恢复柔性，G-四链体半区折叠并结合血红素。血红素作为电化学探针在电极表面发生氧化还原反应，DPV 峰电流随 ADA 活性升高而增大。该策略通过酶促底物转化调控界面血红素结合，实现信号放大与酶活定量。
检测灵敏度
LOD: 0.2 U mL-1；线性范围: 0-10 U mL-1；R^2 = 0.994；EHNA 可区分: 1 nM；IC50: ∼21 nM；R^2 = 0.998
效应效果
该传感器以 DPV 峰电流响应 ADA 活性，在 0-10 U/mL 范围内线性良好，R^2=0.994，检测限为 0.2 U/mL。对 ADA 抑制剂 EHNA 的抑制作用也敏感：1 nM EHNA 即可产生可区分响应，20 nM 引起明显峰电流下降，1 µM 基本完全抑制，IC50 约为 21 nM，R^2=0.998。作者认为该策略灵敏度与已有方法相当，但电化学方法成本低、操作简便，具有酶活检测和抗酶药物筛选潜力。文中未报告实际生物样品回收率、RSD 或与 ELISA/HPLC/qPCR 的直接定量对比。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode），经 piranha 溶液、抛光和电化学清洗，提供导电基底与自组装表面
- 自组装 DNA 层：DNA2（5'-...-(CH2)6-SH-3'）通过硫醇端在金表面形成自组装单分子层，提供杂交位点
- 封闭剂：6-巯基-1-己醇（MCH），填充单分子层针孔，降低非特异吸附
- 识别/功能寡核苷酸：DNA1（含腺苷适配体区、G-四链体半区、连接区），与 DNA2 杂交固定，识别腺苷并调控血红素结合
- 底物/识别配体：腺苷（adenosine），与 DNA1 腺苷适配体区结合，形成紧密结构，阻断 G-四链体半区结合血红素
- 信号标记物：血红素（hemin），与 G-四链体半区结合，作为电化学探针产生 DPV 氧化还原信号
- 读出介质/缓冲液：40KT buffer 与 HEPES-KCl 电解液，维持 G-四链体折叠和电化学测量环境
中文摘要
本文提出一种构建电化学生物传感器（适配体传感器）的新策略，并将其用于腺苷脱氨酶（ADA）活性检测。ADA 可催化腺苷脱氨生成肌苷，在淋巴系统分化成熟中起重要作用，其缺乏与严重联合免疫缺陷病相关，过表达则与溶血性贫血有关。作者设计了一条含腺苷适配体区、G-四链体半区和连接区的寡核苷酸作为核心元件，并通过杂交固定于金电极表面。检测时，腺苷先与适配体区结合，使 G-四链体半区无法有效结合电化学探针血红素；加入 ADA 后，腺苷被转化为肌苷并释放，G-四链体半区随之结合血红素，产生差分脉冲伏安法（DPV）氧化还原信号。该传感器 ADA 检测限为 0.2 U/mL，1 nM 抑制剂 EHNA 即可产生可区分响应。由于血红素无需共价连接寡核苷酸，该策略兼具标记与无标记方法优点。
英文摘要
A novel strategy for the fabrication of electrochemical aptasensor is proposed in this work, and the strategy has been employed to develop an aptasensor for the assay of adenosine deaminase activity. While a well-designed oligonucleotide containing three functional regions (an adenosine aptamer region, a G-quadruplex halves region, and a linker region) is adopted in our strategy as the core element, the enzymatic reaction of adenosine catalyzed by adenosine deaminase plays a key role as well in the regulation of the binding of the G-quadruplex halves with hemin, the electroactive probe, which is to reflect the activity of the enzyme indirectly but accurately. The detection limit of the fabrication biosensor can be lowered to 0.2 U mL(-1) of adenosine deaminase, and 1 nM of the inhibitor erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl) adenine hydrochloride is enough to present distinguishable electrochemical response. Moreover, since the electroactive probe is not required to be bound with the oligonucleotide, this strategy may integrate the advantages of both the labeled and label-free strategies.