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
慢性髓系白血病（CML）BCR/ABL b3a2型短DNA片段（CML DNA，靶序列S2）；样品基质为Tris–HCl缓冲液/TE缓冲液中的合成寡核苷酸溶液
检测原理
传感器以GCE为基底，经EDC/NHS活化后共价固定18碱基单链CML DNA探针S1。当溶液中的互补靶DNA S2存在时，S1与S2在45 ℃杂交形成表面dsDNA；错配或非互补序列不能形成稳定双链。NAD具有平面吖啶酮结构，可嵌入dsDNA碱基对之间，与DNA形成2:1复合物，结合常数为3.19×10^5 L/mol。NAD在GCE上发生可逆2电子/2质子氧化还原反应，差分脉冲伏安法检测其氧化峰（约-0.116 V）。靶DNA浓度越高，表面dsDNA越多，结合并富集的NAD越多，峰电流越大；错配/非互补样品因dsDNA形成少，NAD结合少，信号低。
检测灵敏度
LOD: 6.7 × 10^-9 M；线性范围: 1.8 × 10^-8 M–9.1 × 10^-8 M；回归方程: y = 0.2247x + 1.275；R = 0.9985；斜率: 0.2247（y为μA，x为mol，原文未明确浓度单位换算）
效应效果
该传感器对互补靶DNA S2的DPV峰电流显著增加，对单碱基错配DNA S3信号明显降低，对非互补DNA S4无显著电流差异，表明其具有序列特异性识别能力。在5.46×10^-8 M靶DNA条件下，8次重复测定的相对标准偏差为6.42%。论文未报告长期稳定性、实际临床样品加标回收率或与ELISA、HPLC、qPCR等方法的直接对比。作者认为该方法简单、快速、成本低，可用于CML DNA片段的临床诊断、预后监测和微小残留白血病细胞检测，并可能用于新型抗CML药物设计。
传感器的构成
- 工作电极/基底：玻璃碳电极（GCE），经Al2O3抛光和+0.50 V氧化，提供导电基底与表面官能团
- 活化修饰层：EDC/NHS（1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐/N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐），在GCE表面形成活性酯，用于共价固定DNA
- 识别元件：18碱基单链CML DNA探针S1（5′-NH3 AGA GTT CAA AAG CCC TTC-3′），5′氨基经EDC/NHS共价固定，用于与互补CML DNA杂交
- 杂交识别界面：S1与互补靶DNA S2形成的双链DNA（dsDNA），改变表面结合NAD的能力
- 信号指示剂：2-硝基吖啶酮（NAD），嵌入dsDNA并发生可逆氧化还原，作为电化学杂交指示剂
- 检测介质：Tris–HCl缓冲液和PBS（含20 mM NaCl），维持杂交与差分脉冲伏安法检测环境
- 辅助电极：Ag/AgCl参比电极和Pt丝辅助电极，用于三电极电化学测量
中文摘要
本文合成了一种新型吖啶酮衍生物2-硝基吖啶酮（NAD），发现其在玻璃碳电极（GCE）上具有优良电化学活性，在0.051 V和0.103 V处呈现可逆氧化还原峰。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了NAD与鲑鱼精DNA的相互作用，在pH 4.0磷酸盐缓冲液中，NAD与DNA的结合比为2:1，结合常数为3.19×10^5 L/mol。在此基础上，将18碱基单链慢性髓系白血病（CML，b3a2型）DNA探针通过EDC/NHS共价固定于修饰GCE表面，构建了CML DNA杂交生物传感器。以NAD作为新型电化学杂交指示剂，通过差分脉冲伏安法检测表面杂交事件，对CML DNA的检出限为6.7×10^-9 M，线性范围为1.8×10^-8–9.1×10^-8 M，并能选择性测定互补单链DNA。
英文摘要
A new acridone derivative 2-nitroacridone (NAD) was synthesized in this paper, and it was found that NAD had excellent electrochemical activity on the glassy carbon electrode (GCE) with a couple reversible redox peaks at 0.051V and 0.103V, respectively. Voltammetry was used to investigate the electrochemical behavior of NAD and the interaction between NAD and salmon sperm DNA. In pH 4.0 phosphate buffer solution, the binding ratio between NAD and salmon sperm DNA was calculated to be 2:1 and the binding constant was 3.19 x 10(5)L/mol. A Chronic Myelogenous Leukemia (CML, Type b(3)a(2)) DNA biosensor was developed by immobilizing covalently single-stranded CML DNA fragments to a modified GCE. The surface hybridization of the immobilized single-stranded CML DNA fragment with its complementary DNA fragment was evidenced by electrochemical methods using NAD as a novel electrochemical indicator, with a detection limit of 6.7 x 10(-9)M and a linear response range of 1.8 x 10(-8)M to 9.1 x 10(-8)M for CML DNA. Selective determination of complementary ssDNA was achieved using differential pulse voltammetry (DPV).