组成图示
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传感器类型
其他（多模态DNA生物传感器）
检测对象
靶DNA寡核苷酸（target DNA oligonucleotide，禽流感病毒神经氨酸酶基因N1互补序列）；样品基质：PBS缓冲液/人工寡核苷酸溶液
检测原理
该平台的识别事件是表面固定的捕获探针CP与靶DNA杂交。PEDOT共聚物薄膜中的-COOH经sulfo-NHS/EDC活化后与氨基CP形成酰胺键，使探针密度可通过C2-EDOT-COOH摩尔分数调控。杂交后，若靶DNA带Cy3标记，则荧光强度随互补靶结合量增加；若靶DNA带生物素标记，则通过avidin D连接GOD-A，并在PVA-Os氧化还原聚合物存在下，GOD催化葡萄糖氧化，电子经PVA-Os传递至电极，产生与靶DNA浓度相关的安培电流。QCM则通过Sauerbrey关系监测探针固定和杂交引起的质量及耗散变化。电化学信号在10–1000 nM呈线性，但GOD非特异吸附造成约15 nA背景，限制更低浓度检测。
检测灵敏度
线性范围: 10–1000 nM
效应效果
选择性方面，互补靶的荧光、QCM和电化学信号均显著高于非互补靶；单碱基错配靶信号介于两者之间，说明平台可区分完全互补与错配序列。不同-COOH密度中，0.2% C2-EDOT-COOH薄膜给出最高荧光和最大杂交质量，优化探针密度约2×10^12 cm^-2。电化学检测中，Au基底互补/非互补电流为151/50 nA，Pt基底为222/55 nA，Pt因功函数匹配更好。线性范围为10–1000 nM，但无靶背景约15 nA，主要源于GOD非特异结合，限制灵敏度。作者认为该平台均匀、组成可调、制造高效，可用于疾病诊断和生物标志物识别，并可能拓展至SPR。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：Au、Pt、ITO玻璃或Au镀石英晶体，提供导电通路或QCM质量换能。
- 导电聚合物修饰层：poly(EDOT-OH)-co-poly(C2-EDOT-COOH) PEDOT薄膜，由EDOT-OH与C2-EDOT-COOH微乳液电共聚合形成，超光滑、导电并含可调-COOH。
- 表面活化层：sulfo-NHS与EDC处理PEDOT表面-COOH，生成活性酯用于寡核苷酸偶联。
- 识别元件：3'-氨基修饰捕获探针寡核苷酸CP（18 bp，针对禽流感病毒神经氨酸酶基因N1），经酰胺键固定于PEDOT。
- 荧光信号标记：Cy3标记靶DNA，杂交后由荧光显微镜/CCD读取荧光强度。
- 电化学信号标记：生物素标记靶DNA经avidin D连接葡萄糖氧化酶GOD-A，并加入PVA-Os氧化还原聚合物。
- 电化学底物/电子供体：40 mM葡萄糖，GOD催化氧化，PVA-Os介导电子转移至电极产生安培电流。
中文摘要
本文开发了一种寡核苷酸接枝聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)薄膜，用于荧光、石英晶体微天平(QCM)和电化学三种DNA生物传感器检测方法。通过在微乳液中对羟基功能化EDOT(EDOT-OH)与羧基功能化EDOT(C2-EDOT-COOH)进行电共聚合，制备出表面羧基密度可控的超光滑PEDOT薄膜。利用N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-3-[3-(二甲氨基)丙基]碳二亚胺盐酸盐(EDC)偶联法，将氨基修饰的探针寡核苷酸固定于PEDOT薄膜表面。通过监测不同寡核苷酸密度薄膜上的DNA杂交效率，获得DNA杂交的最优探针密度。研究同时讨论了该平台用于电化学检测的可行性及其主要局限，为构建可调控、可制造、多模态读出的DNA传感界面提供了基础。
英文摘要
An oligonucleotide-grafted poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) thin film is developed for three DNA biosensor detection methods, including fluorescence, quartz crystal microbalance, and electrochemical methods. By electrocopolymerization of hydroxyl-functionalized EDOT and carboxylic-functionalized EDOT in microemulsion solutions, ultrasmooth films with a controlled surface density of carboxylic groups are created. The probe oligonucleotides are immobilized on PEDOT thin films by using a N-hydroxysuccinimide and 1-ethyl-3-[3-(dimethylamino)propyl]carbodiimide hydrochloride coupling method. By monitoring the DNA hybridization efficiency on thin films with different oligonucleotide densities, the optimized density for DNA hybridization is obtained. The feasibility and limitation of using this platform for electrochemical detection are also discussed.