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
表面增强拉曼(SERS)生物传感器
检测对象
铅离子（Pb2+）；PBS 缓冲液/环境水样（原文未明确实际样品基质）
检测原理
巯基修饰的 DNAzyme 17E 通过 Au–S 键固定于金涂层表面，经 6-巯基己烷封闭后，与 DNA/RNA 嵌合底物 17DS 杂交。17DS 的 5′端延伸序列与负载短 DNA 和拉曼报告基巯基苯甲酸（MBA）的 45 nm 金纳米颗粒（AuNPs）杂交，使 AuNPs 锚定在金表面并产生强 SERS 信号。Pb2+ 与 17E 特异性结合并激活其催化活性，切割 17DS 中的 RNA 位点，导致连接 AuNPs 的片段从金表面释放。Pb2+ 浓度越高，释放的 AuNPs 越多，MBA 在 1078 和 1584 cm−1 的拉曼峰强度越低。以无 Pb2+ 对照归一化后，SERS 强度下降与 Pb2+ 浓度相关，实现定量检测；AuNPs 的电磁增强提供信号放大。
检测灵敏度
LOD: 20 nM；检测范围: 20 nM–1 mM
效应效果
该传感器对 Pb2+ 具有较高选择性：在 Zn2+、Mn2+、Ni2+、Cu2+、Mg2+ 各 2 mM 干扰下，仅 500 nM Pb2+ 引起 SERS 信号显著下降，其他离子仅轻微或无变化。SEM 显示金表面 AuNPs 分布均匀，随机多点拉曼信号一致，表明制备与检测重现性良好。作者认为其灵敏度与已报道的电化学和荧光 DNAzyme 传感器相当，并因 Raman 光谱便携性可发展为便携式设备，且可通过不同 Raman 报告基扩展至多种金属离子检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：金涂层表面（gold-coated surface），提供 Au–S 固定 DNAzyme 并作为 SERS 增强基底。
- 识别元件：巯基修饰 DNAzyme 17E，通过 Au–S 键固定于金表面，特异性结合 Pb2+ 并催化切割。
- 封闭剂：6-巯基己烷（6-mercaptohexane），封闭金表面非特异性位点。
- 切割底物：DNA/RNA 嵌合序列 17DS（含核糖腺苷 γA），5′端延伸，杂交于 DNAzyme，Pb2+ 诱导切割。
- 纳米探针：45 nm 金纳米颗粒（AuNPs），提供 SERS 电磁增强，连接捕获 DNA 与拉曼报告基。
- 信号标记物：巯基苯甲酸（MBA）作为 Raman reporter，特征峰 1078 和 1584 cm−1 用于定量。
- 杂交连接 DNA：AuNPs 上连接的短 DNA 序列，与 17DS 5′端延伸互补，使 AuNPs 锚定在切割底物上。
中文摘要
本文报道了一种基于 DNAzyme 的表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器，用于灵敏、选择性检测铅离子（Pb2+）。该传感器利用 DNAzyme 17E 与 Pb2+ 结合后特异性催化切割 DNA/RNA 底物 17DS 的特性，将巯基修饰的 DNAzyme 通过 Au–S 键固定于金涂层表面，并用 6-巯基己烷封闭。17DS 的 5′端延伸序列与负载短 DNA 和拉曼报告基巯基苯甲酸（MBA）的 45 nm 金纳米颗粒（AuNPs）杂交，使 AuNPs 锚定在金表面。当 Pb2+ 存在时，17E 被激活并切割 17DS，导致 AuNPs 从表面释放，MBA 的 SERS 特征峰强度随 Pb2+ 浓度增加而下降。该传感器检测范围为 20 nM 至 1 mM，最低检测浓度为 20 nM，并对 Zn2+、Mn2+、Ni2+、Cu2+ 和 Mg2+ 等干扰离子表现出良好选择性。
英文摘要
SERS biosensor for sensitive and selective detection of lead ions (Pb(2+)) based on DNAzyme was developed by taking advantage of the specific catalytic reaction of DNAzyme upon binding to Pb(2+) ions. Detection was accomplished by SERS nanoprobe labeled with DNA and Raman reporters for signal amplification.