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
可卡因（cocaine）；样品基质：磷酸盐缓冲液（PBS）、人尿、人血浆
检测原理
抗可卡因适配体固定于金电极，可卡因结合后诱导适配体形成含两个双链区的T型部分双链结构；Ru(phen)3^2+嵌入双链区，使探针富集于电极界面。恒电位下Ru(phen)3^2+先氧化为Ru(phen)3^3+，可卡因叔胺基团作为共反应物被氧化生成叔胺自由基，自由基再与Ru(phen)3^3+反应生成激发态Ru(phen)3^2+*，退激发射ECL。可卡因浓度越高，诱导形成的双链区越多，嵌入的Ru(phen)3^2+越多，ECL越强；无目标时背景极低，实现“开启型”检测。
检测灵敏度
LOD: 0.2 pmol L−1；线性范围: 三个数量级（R^2 = 0.997）；绝对质量检出限: 2.0 fmol（10 mL样品）
效应效果
传感器对可卡因具有良好选择性：0.1 mmol/L葡萄糖、L-组氨酸、L-精氨酸及苏打等干扰物浓度比10 pmol/L可卡因高约10000倍，仍几乎不产生ECL信号；与可卡因混合时，相对单独可卡因的响应回收率分别为91.1%、89.1%、95.0%和75.8%。ECL信号在电位达到1.25 V后0.3 s内达到最大，表明过程快速。重现性RSD为4.9%（n=6）。人尿和人血浆样品未检出可卡因，加标回收率为79%–96%。与早期双共价偶联ECL传感器（LOD 10 pmol/L）相比，本方法检出限低两个数量级以上，且仅需适配体单链、无标记、制备简单，适用于生物样品中可卡因检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode），提供导电基底与ECL反应界面
- 识别元件：抗可卡因DNA适配体（anti-cocaine DNA aptamer），经金–硫键自组装固定，识别可卡因并诱导部分双链
- 封闭剂：6-巯基-1-己醇（6-mercapto-1-hexanol），封闭金表面非特异性吸附位点
- 信号标记物：三(1,10-菲罗啉)合钌(II)（Ru(phen)3^2+），嵌入可卡因诱导形成的双链区，作为ECL发光探针
- 共反应物/电子供体：可卡因（cocaine）中的叔胺基团（tertiary amine, R3N），参与ECL反应生成激发态钌探针
- 电解液：0.1 mol/L磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.5），部分验证实验含20 mmol/L三丙胺（TPA）
中文摘要
本文提出利用分析物诱导适配体形成部分双链的策略，构建了一种无标记电化学发光（ECL）适配体传感器，并以可卡因为模型分子。抗可卡因DNA适配体通过金–硫键自组装固定于金电极表面，并用6-巯基-1-己醇封闭非特异性吸附位点。可卡因与适配体结合后，诱导适配体折叠形成含两个双链区的T型部分双链结构，三(1,10-菲罗啉)合钌(II)（Ru(phen)3^2+）嵌入该双链区。在恒电位下，Ru(phen)3^2+被氧化为Ru(phen)3^3+，可卡因中的叔胺基团作为共反应物参与反应，生成激发态Ru(phen)3^2+*并发射ECL。由于探针仅嵌入识别诱导形成的双链区，传感器背景低、假阳性少。该方法对可卡因具有较高灵敏度和选择性，线性范围达三个数量级，检出限为0.2 pmol/L，尿和血浆加标回收率为79%–96%。
英文摘要
Analyte-induced formation of partial duplexes was used for biosensor development with cocaine as a model. The cocaine-aptamer interaction resulted in formation of a partial double strand section in the aptamer, where Ru(phen)(3)(2+) was intercalated for electrochemiluminescent analysis of cocaine.