组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
血管内皮生长因子（VEGF，重组人VEGF165）；样品基质：人血清（50%血清）、人全血（未稀释）、PBS缓冲液
检测原理
该传感器为信号开启型电化学适配体传感器。硫醇化抗VEGF DNA适配体通过5′端硫醇自组装固定于金电极，3′端连接亚甲基蓝（MB）。无VEGF时，适配体呈部分展开构象，MB远离电极，界面电子转移受阻，ACV法拉第电流较低。VEGF与适配体特异性结合后，适配体折叠为刚性茎环结构，使MB靠近金表面，电子转移速率ks由34 s−1增至140 s−1，MB还原峰电流显著增加。结合量随VEGF浓度升高而增加，信号增益随之增大并趋于饱和。该过程无需外加标记或酶放大，主要依靠目标诱导构象变化实现信号转换；降低检测温度可增强未结合态探针刚性，提高低浓度响应。
检测灵敏度
LOD: 5 pM (190 pg/mL)（50%血清，5 ℃）；LOD: 50 pM（50%血清，0.01 µM适配体）；LOD: 200 pM（50%血清，0.1 µM适配体）；线性范围: 50 pM–0.15 nM（50%血清，0.01 µM适配体）；线性范围: 200 pM–5 nM（50%血清，0.1 µM适配体）
效应效果
该传感器在PBS、50%血清和未稀释人全血中均能直接检测VEGF，100 nM VEGF下信号增益分别为135.0±5.9%、130.2±10.5%和177.8±2.3%，表明对复杂基质干扰具有较强选择性。响应较快，多数信号在20 min内出现，50%血清中约50 min达到饱和，明显快于约3 h的ELISA。传感器可再生，多种再生剂电流恢复约100%；50%血清中经8 M GHCl再生信号恢复101.9±4.6%（n=6），全血中可连续3次检测。镀金SPCE试条在50%血清中100 nM VEGF信号增加86%，可再生，适合低成本一次性即时检测。未报告RSD与实际样品加标回收率。
传感器的构成
- 工作电极基底：多晶金盘电极（Au）或镀金丝网印刷碳电极（SPCE），提供导电界面与自组装表面
- 识别元件：硫醇化抗VEGF DNA适配体（anti-VEGF DNA aptamer），5′端硫醇自组装固定于金表面，识别VEGF并诱导构象变化
- 信号标记物：亚甲基蓝（MB）标记于适配体3′端，作为氧化还原探针产生法拉第电流
- 封闭层：6-巯基-1-己醇（C6-OH）自组装封闭非特异性位点，降低背景
- 电化学测量电极：铂丝对电极（Pt）与Ag/AgCl参比电极，构成三电极体系用于交流伏安法（ACV）读出
- 试条电极：丝网印刷碳电极（SPCE）含碳工作电极、Ag/AgCl参比电极和碳对电极，镀金后用于一次性试条
中文摘要
本文报道了一种基于折叠的电化学DNA适配体传感器，用于在包括血清和全血在内的复杂生物样品中直接检测血管内皮生长因子（VEGF）。电化学信号产生与表面固定、亚甲基蓝（MB）标记的抗VEGF适配体在目标诱导下发生的大尺度构象变化相耦合。该传感器灵敏、选择性高且基本无需试剂：可在50%人血清中直接检测低至5 pM（190 pg/mL）的VEGF。与其他同类适配体传感器类似，该VEGF传感器可再生和重复使用。此外，即使制备在镀金丝网印刷碳电极上，其性能也较好，有望作为低成本一次性生物传感器用于疾病诊断和治疗监测。该平台卓越的灵敏度、选择性和可重复使用性表明其可广泛应用于多种传感应用。
英文摘要
We herein report a folding-based electrochemical DNA aptasensor for the detection of vascular endothelial growth factor (VEGF) directly in complex biological samples, including blood serum and whole blood. The electrochemical signal generation is coupled to a large, target-induced conformational change in a methylene blue-modified and surface immobilized anti-VEGF aptamer. The sensor is sensitive, selective and essentially reagentless: we can readily detect VEGF down to 5 pM (190 pg/mL) directly in 50% blood serum. Similar to other aptasensors of this class, the VEGF sensor is also regenerable and reusable. In addition, the sensor performs comparably well even when fabricated on a gold-plated screen-printed carbon electrode and can potentially be implemented as a cost-effective, single-use biosensor for diseases diagnosis and therapy monitoring. The exceptional sensitivity, selectivity, and reusability of this electrochemical aptasensor platform suggest it may be a promising strategy for a wide variety of sensing applications.