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
刀豆蛋白A（Concanavalin A, Con A）；样品基质：磷酸盐缓冲液（PBS）
检测原理
金电极表面硫基甘露糖SAM提供特异性识别界面，Con A四聚体通过甘露糖结合位点与SAM结合，形成界面复合物。加入甘露糖稳定Au NPs后，其表面甘露糖与Con A剩余结合位点结合，形成三明治结构。Au NPs作为银沉积成核位点，在银盐与氢醌引发剂组成的银增强体系中沉积金属银，沉积银量随Con A浓度增加而增加。随后用50% HNO3将沉积银溶解为Ag+，转移至GC电极并在0.0 V预沉积富集，ASV扫描时Ag溶出峰电流与Ag+量成正比，从而反映Con A浓度。该策略通过纳米粒子成核银增强和ASV富集实现信号放大。
检测灵敏度
LOD: 0.070 μg/mL (S/N = 3)；线性范围: 0.084 μg/mL–50.0 μg/mL；R^2 = 0.999
效应效果
该传感器对Con A具有良好选择性：100 μg/mL霍乱毒素和人IgG的背景校正ASV信号分别仅为100 μg/mL Con A信号的6.67±0.33%和3.67±0.17%（n=5）。传感器间重现性良好，10个独立传感器在84.4 ng/mL至50.0 μg/mL范围内RSD小于3.5%。与QCM法LOD 9.2 μg/mL、比色法10.3和4.1 μg/mL相比，本方法LOD 0.070 μg/mL更低；虽略高于Guo等0.010 μg/mL的光学方法，但动态范围达0.084–50.0 μg/mL，接近三个数量级，优于光学方法通常不足两个数量级的范围。方法简单、快速、低成本，可补充ELISA，适用于凝集素及糖-凝集素相互作用分析。
传感器的构成
- 换能器电极：金电极（Au electrode）作为识别界面，玻碳电极（GC electrode）用于 ASV 检测银离子
- 识别元件：硫基甘露糖自组装单分子层（thiolated mannose SAM），特异性结合 Con A 的甘露糖结合位点
- 信号标记/放大元件：甘露糖稳定金纳米粒子（mannose-stabilized Au NPs，约10 nm），与 Con A 形成三明治复合物并提供银沉积成核位点
- 信号放大试剂：银增强溶液 A（银盐）与溶液 B（氢醌引发剂，hydroquinone），在 Au NPs 表面沉积金属银（Ag）
- 信号转换液：50% 硝酸（HNO3）溶解沉积银为 Ag+，并用 KNO3 溶液稀释
- 读出方式：阳极溶出伏安法（ASV），在 GC 电极上预沉积 Ag+ 后溶出峰电流反映 Con A 量
中文摘要
本文首次报道了一种基于碳水化合物稳定金纳米粒子和银增强技术的高灵敏电化学生物传感器，用于检测碳水化合物结合蛋白。以硫基甘露糖在金电极表面自组装形成单分子层（SAM）作为识别元件，目标凝集素刀豆蛋白A（Concanavalin A, Con A）通过其甘露糖结合位点特异性结合到该SAM上。随后加入甘露糖稳定金纳米粒子（mannose-stabilized Au NPs），与Con A剩余结合位点形成三明治型复合物。金纳米粒子作为成核位点，在银增强试剂作用下沉积金属银，沉积银量与Con A结合量成正比。沉积银经硝酸溶解为银离子后，在玻碳电极上通过阳极溶出伏安法（ASV）检测。该传感器对Con A在0.084–50.0 μg/mL范围内呈线性响应（R2=0.999），检出限（S/N=3）为0.070 μg/mL，显著低于已报道的微重力和比色检测方法。
英文摘要
A highly sensitive electrochemical lectin biosensor has been developed for the first time using carbohydrate-stabilized gold nanoparticles and silver-enhancement technique. A target lectin protein, Concanavalin A (Con A), was specifically bound to the self-assembled monolayer of thiolated mannose on a gold electrode. Mannose-stabilized gold nanoparticles were added to form a sandwich-type complex with the Con A and were followed by silver-enhancement process to coat the mannose-stabilized gold nanoparticles with silver metal. The coated metallic silver was dissolved in an acidic solution and the resulting silver ions were detected by anodic stripping voltammetry. The present lectin biosensor gave a linear response (R(2)=0.999) for Con A concentration from 0.084 μg/mL to 50.0 μg/mL with a remarkable detection limit (S/N=3) of 0.070 μg/mL, which is much lower compared to those obtained with the reported microgravimetric and colorimetric detection methods.