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
Leishmania infantum KMP-11（LiKMP-11），样品基质为重组蛋白溶液/SELEX缓冲液（磷酸盐缓冲液）
检测原理
LiKMP-11先与约18 nm胶体金纳米颗粒非共价结合，在+800 mV（vs. Ag/AgCl）下电沉积到丝网印刷金微电极，形成固定靶蛋白阵列。地高辛标记适配体孵育后特异性结合固定LiKMP-11。加入游离LiKMP-11后，其与固定LiKMP-11竞争结合适配体；游离浓度越高，电极上被置换的适配体越多，剩余可结合抗Dig-HRP抗体的适配体越少。anti-Dig-HRP结合后，HRP催化H2O2氧化儿茶酚，在0 V（vs. Ag/AgCl）下产生电化学还原电流。电流强度随游离LiKMP-11浓度增加线性降低，以R/R0归一化实现定量。金纳米颗粒负载蛋白与HRP酶催化共同提供信号放大。
检测灵敏度
LOD: 0.025 mg mL−1；线性范围: 0–0.5 mg mL−1
效应效果
HRP-Au NPs电沉积通道在400 mM H2O2和50 mM儿茶酚下产生约300 nA还原电流，开路通道非特异信号较低；LiKMP-11-Au NPs通道获得65 nA，BSA-Au NPs阴性对照为9 nA，表明适配体对LiKMP-11具有选择性。HRP电沉积实验三次测量标准偏差小于3%，适配体识别与置换实验均为4次重复。置换实验在0–0.5 mg mL−1范围内电流线性下降，LOD为0.025 mg mL−1。论文未报告实际样品加标回收率或与ELISA、HPLC、qPCR等方法的对比。作者认为该方法可逐步沉积不同蛋白-金复合物，适用于更大规模微阵列和多生物传感集成，但检测限仍需提高。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：丝网印刷金微电极（SPGE，AC81，金工作电极，刚玉陶瓷基底），提供电化学反应界面。
- 纳米材料修饰层：约18 nm胶体金纳米颗粒（Au NPs）连接HRP或LiKMP-11，经+800 mV电沉积形成蛋白-金复合物阵列。
- 识别捕获层：固定于Au NPs的Leishmania infantum KMP-11（LiKMP-11），作为适配体识别与竞争置换的靶蛋白。
- 识别元件：地高辛标记DNA适配体群体（Dig-aptamer，0.1 pmol mL−1），特异性结合LiKMP-11。
- 信号标记物：抗地高辛-HRP抗体（anti-Dig-HRP，150 units mL−1），结合Dig-aptamer并催化H2O2反应。
- 电子供体/底物：过氧化氢（H2O2，400 mM或递增）与儿茶酚（catechol，50 mM），HRP催化产生电化学电流。
- 缓冲/封闭体系：SELEX buffer（110 mM NaCl、1 mM MgCl2、20 mM HEPES、pH 7.0、1 mM CaCl2、5 mM KCl、0.05% Tween 20、0.01% BSA）用于孵育与洗涤。
中文摘要
本文报道了一种基于蛋白连接金纳米颗粒选择性电沉积的适配体传感器构建方法。作者将此前用于DNA-金纳米颗粒电沉积的方法拓展到蛋白-金纳米颗粒体系，以辣根过氧化物酶-金纳米颗粒（HRP-Au NPs）为模型，在+800 mV（vs. Ag/AgCl）下将其电沉积到丝网印刷金微电极的指定位置，并通过H2O2的电化学还原验证沉积后HRP的催化活性。在此基础上，作者将Leishmania infantum KMP-11（LiKMP-11）与金纳米颗粒结合并电沉积到电极表面，利用地高辛标记的DNA适配体群体识别固定蛋白，再用抗地高辛-HRP抗体进行信号标记。通过游离LiKMP-11的竞争性置换实验，电化学还原电流随目标蛋白浓度增加而线性下降，归一化响应R/R0可用于定量。该方法证明了蛋白-金纳米颗粒选择性电沉积的可行性，为构建多蛋白微阵列和多模态生物传感器提供了基础。
英文摘要
The electrodeposition of DNA-gold nanoparticles previously developed in our group has been used as starting point for the electrodeposition of proteins attached to gold nanoparticles. We have performed a proof of principle by developing a methodology based on the electrodeposition of proteins bound to gold nanoparticles on screen-printed gold microelectrodes using, in a first approach, horseradish peroxide-conjugated gold nanoparticles (gold-HRP). The electrodeposition was achieved at a current positive potential of 800 mV vs. Ag/AgCl and the functionality of the electrodeposited HRP-particles was tested by electrochemical reduction of H(2)O(2). Furthermore, we used this proof of concept in an aptasensor application to detect Leishmania infantum KMP-11. Hence, we have demonstrated not only the functionality of the electrodeposition of proteins bound to gold nanoparticles, but also the utility of the method with the aim of developing a real biosensor containing multiple enzymes or proteins in a multimodular device.