组成图示
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传感器类型
电化学发光(ECL)生物传感器
检测对象
赭曲霉毒素A（Ochratoxin A, OTA）；样品基质：小麦样品（wheat samples）及OTA标准溶液
检测原理
该传感器以AuNP修饰金电极为换能界面，DNA1-SH固定于AuNP，ABEI标记的OTA适配体DNA2与DNA1杂交后靠近电极。无OTA时，在pH 11.0 Na2CO3-NaHCO3介质、1.5 mM H2O2和+0.80 V双步脉冲电位下，ABEI被氧化并与H2O2发生共氧化反应，产生强ECL光信号。加入OTA后，适配体特异性结合OTA，诱导DNA2从DNA1解离并远离电极表面，电极附近ABEI数量减少，ECL强度下降。ΔIECL随OTA浓度升高而增大。AuNP对ABEI ECL具有催化作用，使信号较裸金电极增强约10倍，从而提高检测灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 0.007 ng/mL；线性范围: 0.02–0.2 ng/mL；灵敏度斜率: 4347.90（ΔIECL = 4347.90C - 55.66）；R^2 = 0.9996；非线性范围: 0.02–3.0 ng/mL；非线性方程: ΔIECL = -597.06C^2 + 3535.70C + 18.20；R^2 = 0.9993
效应效果
在0.2 ng/mL OTA下，相对标准偏差为3.8%（n=7）。与裸金电极相比，AuNP修饰使检测灵敏度提高约10倍，裸金电极线性范围为0.2–5.0 ng/mL，检出限为0.06 ng/mL。对20个天然污染小麦样品进行测定，与官方HPLC-荧光法结果比较，相关方程为Y=0.071+1.087X，r=0.9993，p<0.0001，无显著差异。加标回收率为82.0%–103.1%（n=5）。作者认为该方法步骤简单、快速、灵敏，适配体可特异性分离OTA，适用于农产品中小分子毒素的食品安全检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（gold electrode），作为工作电极提供ECL反应界面
- 自组装单分子层：1,3-丙二硫醇（1,3-propanedithiol），形成硫醇SAM并固定AuNP
- 纳米材料修饰层：金纳米粒子（AuNP，约10 nm），催化增强ABEI的ECL信号
- 识别元件：DNA1（5′-TGT CCG ATG CTC CCT TTA CGC CAC CCA CAC CCG ATC-SH-3′），巯基尾端固定于AuNP，作为适配体互补链
- 识别/探针元件：DNA2（5′-NH2-GAT CGG GTG TGG GTG GCG TAA AGG GAG CAT CGG ACA-3′），OTA适配体，与DNA1杂交并识别OTA
- 信号标记物：N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺（ABEI），通过戊二醛法标记于DNA2氨基端，作为ECL发光标签
- 共反应物：过氧化氢（H2O2，1.5 mM），在碱性介质中作为共氧化剂增强ABEI ECL
- 检测介质：Na2CO3-NaHCO3缓冲液（pH 11.0）与结合缓冲液（10 mM Tris, pH 8.5, 120 mM NaCl, 5 mM KCl, 20 mM CaCl2），用于ECL反应和适配体-OTA结合
中文摘要
本文报道了一种用于检测肾毒性真菌毒素赭曲霉毒素A（OTA）的高选择性电化学发光（ECL）适配体生物传感器。该传感器以DNA适配体为识别元件，以N-(4-氨基丁基)-N-乙基异鲁米诺（ABEI）为发光信号化合物。将适配体互补链DNA1固定于金纳米粒子（AuNP）修饰的金电极表面，ABEI标记的适配体DNA2与DNA1杂交形成ECL探针。当目标OTA存在时，适配体识别OTA并诱导DNA2从DNA1上解离，使ABEI远离电极表面，ECL信号下降。在优化条件下，ECL强度下降与OTA浓度在0.02–3.0 ng/mL范围内呈比例关系，检出限为0.007 ng/mL；0.2 ng/mL时相对标准偏差为3.8%（n=7）。该方法用于天然污染小麦样品中OTA的测定，并经官方方法验证，表明适配体识别与ECL检测结合可用于小分子毒素分析。
英文摘要
A highly selective electrochemiluminescent biosensor for the detection of target nephrotoxic toxin, ochratoxin A (OTA), was developed using a DNA aptamer as the recognition element and N-(4-aminobutyl)-N-ethylisoluminol (ABEI) as the signal-producing compound. The electrochemiluminescent aptamer biosensor was fabricated by immobilizing aptamer complementary DNA 1 sequence onto the surface of a gold-nanoparticle (AuNP)-modified gold electrode. ABEI-labeled aptamer DNA 2 sequence hybridized to DNA 1 and was utilized as an electrochemiluminescent probe. A decreased electrochemiluminescence (ECL) signal was generated upon aptamer recognition of the target OTA, which induced the dissociation of DNA 2 (ABEI-labeled aptamer electrochemiluminescent probe) from DNA 1 and moved it far away from the electrode surface. Under the optimal conditions, the decreased ECL intensity was proportional to an OTA concentration ranging from 0.02 to 3.0 ng mL(-1), with a detection limit of 0.007 ng mL(-1). The relative standard deviation was 3.8% at 0.2 ng mL(-1) (n = 7). The proposed method has been applied to measure OTA in naturally contaminated wheat samples and validated by an official method. This work demonstrates the combination of a highly binding aptamer with a highly sensitive ECL technique to design an electrochemiluminescent biosensor, which is a very promising approach for the determination of small-molecule toxins.