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
C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）；样品基质：PBS 缓冲液（文中以 PBS 溶液检测，并提及临床心血管监测 cutoff）
检测原理
该传感器以 Au-MWNT-HB 薄膜为电化学换能器：MWNT 形成导电网络，Au NPs 提供 GBP 特异性结合位点并促进电子转移。6His–GBP–SpA 融合蛋白通过 GBP 与 Au NPs 的亲和作用自组装固定，SpA 再捕获 anti-CRP 抗体。当 CRP 与 anti-CRP 结合后，电极表面生物分子层增厚，界面阻抗和电子转移阻力增加，阻碍 FcMeOH 在电极表面的氧化还原，使 CV 峰电流变化 ΔIp 随 CRP 浓度改变。系统利用纳米杂化材料的大比表面积和离散 Au NPs 提高识别位点密度与信号转导效率，未使用酶或核酸放大。SPR/SPRi 用于验证 GBP–Au、SpA–抗体、抗体–抗原结合的序列特异性。
检测灵敏度
LOD: 100 ng/mL；线性范围: 2.5–15 µg/mL；R^2 = 0.9488（氧化）/0.9518（还原）
效应效果
该平台在 PBS 中检测 CRP 时，电流信号可响应至 100 ng/mL，约为临床心血管监测常用 cutoff 1 µg/mL 的 1/10；线性范围为 2.5–15 µg/mL。作者通过固定 Au NPs 含量约 7 wt.% 并控制 GBP 融合蛋白用量，使结果平均误差控制在 ±5.5%。SPR 和 SPRi 显示 6His–GBP–SpA、anti-CRP 和 CRP 依次结合时信号逐步增强，无 CRP 对照组无明显增强，说明识别具有特异性；BSA 用于阻断非特异结合。与裸金电极相比，Au-MWNT-HB 电极的电流和峰电位变化更显著，作者认为其优于传统金基生物传感器，并可用于便携式电化学检测及多目标传感。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃基底上蒸镀 5 nm Ti/50 nm Au 图案化电极，提供导电通路和电化学换能基础
- 纳米材料修饰层：Au-MWNT-HB 薄膜（多壁碳纳米管 MWNT 表面负载约 7 wt.% 金纳米颗粒 Au NPs，经 C4MimBF4 离子液体辅助超声法制备），提供大比表面积、导电网络和 Au 结合位点
- 识别/固定元件：6His–GBP–SpA 融合蛋白（含 6His 标签、金结合多肽 GBP 和葡萄球菌蛋白 A SpA），GBP 特异性结合 Au NPs，SpA 用于捕获抗体
- 捕获抗体：抗 CRP 多克隆抗体（anti-CRP），通过 SpA 结合固定在融合蛋白上，识别 CRP
- 氧化还原探针：0.5 mM 甲醇二茂铁（ferrocenemethanol, FcMeOH）溶于 PBS，作为支持电解质和 CV 信号探针
- 封闭剂：牛血清白蛋白（BSA），用于 SPR 结合验证中阻断非特异结合
中文摘要
本文报道了一种通过整合基因工程融合蛋白与均匀负载金纳米颗粒的多壁碳纳米管杂化薄膜（Au-MWNT-HB）构建生物传感器平台的方法，用于检测C反应蛋白（CRP）。Au-MWNT-HB薄膜具有优异的电学性能和较大比表面积，可作为电化学换能器实现信号转导；基因工程6His–GBP–SpA融合蛋白通过金结合多肽（GBP）特异性结合到Au-MWNT-HB薄膜表面，并利用葡萄球菌蛋白A（SpA）高效固定抗CRP抗体，从而实现对CRP的识别。所得平台经电化学和光学方法表征，其性能优于传统金基生物传感器。该工作展示了将基因工程生物材料与碳纳米管基纳米杂化材料相结合，为纳米生物技术和新兴传感应用提供了新思路。
英文摘要
We have demonstrated the fabrication of the biosensor platforms by means of the integration of the genetically engineered fusion proteins and the uniform gold nanoparticle-deposited multi-walled nanotube hybrid (Au-MWNT-HB) films for the detection of C-reactive protein (CRP). Au-MWNT-HB films were used as a good electrochemical transducer due to their excellent electrical properties and large surface areas for the signal transduction, while the genetically engineered fusion proteins, or 6His-GBP-SpA fusion proteins, specifically bind onto the surface of the Au-MWNT-HB films and efficiently immobilize bioreceptors for the detection of CRP. As-obtained biosensor platforms were characterized by electrochemical and optical analysis and revealed better performance compared to conventional Au-based biosensors. The concept delineated herein opens a new insight into nanobiotechnology through the integration of genetically engineered biomaterials with carbon nanotube (CNT)-based nanohybrids for emerging applications.