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
HIV-1逆转录酶（HIV-1 reverse transcriptase, RT）；样品基质：人血清（加标人血清及未加标人血清）
检测原理
Fc-LA通过硫醇端在金纳米颗粒表面形成Au-S键自组装，羧基端经EDC/NHS与RT特异性肽共价连接，乙二醇分子回填空位。当血清中HIV-1 RT与表面肽结合后，蛋白质覆盖改变Fc微环境并阻碍反离子接近，使Fc氧化更难，导致SWV中Fc氧化峰电位阳极移动、峰电流密度下降。ΔE和ΔI均随RT浓度增加而变化，在1–500 pg/mL内线性，实现二维电化学定量；EIS中界面阻抗随RT结合线性增加，进一步验证蛋白结合。
检测灵敏度
LOD: 0.8 pg mL−1（0.7 fM）；线性范围: 1–500 pg mL−1（摘要：相当于0.9–427 fM；结果：8.6–427.4 fM）；ΔE: y = 0.0968x + 6.6899（R2 = 0.9902）；ΔI: ΔI (μA) = −0.3414（RT浓度/pg mL−1）− 6.9698，相关系数0.9765
效应效果
该传感器对RT具有选择性：500 pg/mL的HIV-1蛋白酶和整合酶均无明显响应，非特异肽VVStaASta与RT组合亦无干扰，未加标人血清中无显著背景。重现性方面，ΔE的RSD为2.8%–10.5%，ΔI为2.9%–7.8%，EIS为3.4%–12.7%。批次电极一致性良好，6个随机电极的阳极电位RSD=1.94%、阴极电位RSD=0.58%，阳极电流RSD=8.55%、阴极电流RSD=8.25%。作者认为GNPs-SPCE高比表面积可增强导电性并降低检出限，SWV快速、抗背景，适合HIV酶快速检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：陶瓷基底上的丝网印刷碳电极（SPCE），含工作电极、碳对电极和银伪参比电极，提供电化学测量界面
- 纳米材料修饰层：金纳米颗粒（GNPs）修饰SPCE形成GNPs-SPCE，提高导电性和比表面积
- 信号标记层：二茂铁标记硫辛酸（Fc-LA）自组装成薄膜，通过Au-S键固定，提供Fc/Fc+氧化还原信号
- 识别元件：RT特异性肽VEAIIRILQQLLFIH经EDC/NHS共价连接至Fc-LA羧基，特异性结合HIV-1 RT
- 封闭/回填层：O-(2-mercaptoethyl)-O′-methyl-hexa(ethylene glycol)回填表面空位，阻断离子通道并减少非特异结合
- 样品孵育介质：25 mM MOPS（pH 7.2）、100 mM NaCl和7.5 mM MnCl2缓冲液，用于加标人血清中RT孵育
- 信号读出：方波伏安法（SWV）读取Fc峰电位阳极移动和峰电流降低；电化学阻抗谱（EIS）以[Fe(CN)6]3−/4−作探针验证
中文摘要
本文报道了一种基于有机金属肽偶联物与纳米结构金表面化学连接的电化学方法，用于检测人血清中人类免疫缺陷病毒1型逆转录酶（HIV-1 RT）。该检测格式通过在金纳米颗粒修饰的丝网印刷碳电极（GNPs-SPCE）上形成二茂铁标记硫辛酸（Fc-LA）薄膜实现。飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）和X射线光电子能谱（XPS）证实Fc-LA通过金-硫键结合到电极表面。RT生物传感器通过将肽VEAIIRILQQLLFIH共价连接到Fc-LA的羧基而构建。方波伏安法（SWV）基于RT与其特异性肽结合后Fc氧化还原信号的阳极移动和电流密度降低，实现了对RT的二维测量。该方法可在1–500 pg/mL（相当于0.9–427 fM）范围内线性定量目标RT，检出限为0.8 pg/mL（0.7 fM），响应时间短。
英文摘要
This manuscript describes an electrochemical approach to the detection of the reverse transcriptase of the human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1 RT) in serum exploiting an organometallic peptide conjugate that is chemically linked to a nanostructured gold surface. The assay format is based on the formation of a thin film of a ferrocene-labeled lipoic acid (Fc-LA) onto a gold nanoparticles-functionalized screen-printed carbon electrode (GNPs-SPCE). Time-of-Flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) and X-ray photoelectron spectroscopy were employed to confirm the binding of the Fc-LA to the electrode surface via formation of a gold-thiol bond. The RT biosensor was developed by covalent attachment of the peptide VEAIIRILQQLLFIH to the carboxylic acid group of Fc-LA. Square wave voltammetry offered a two-dimensional measurement of RT based on the anodic shift and reduction of current density of the Fc redox signal upon binding of RT to its specific peptide. This allowed a linear quantification of the target RT in the range of 1-500 pg mL(-1) equivalent to 0.9-427 fM, with a detection limit of 0.8 pg mL(-1) (0.7 fM) with a short response time.