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
ATP（adenosine triphosphate, ATP）；样品基质：人血清、PBS缓冲液
检测原理
该传感器采用信号增强型ECL机制。ATP适配体被切割为ssDNA1和ssDNA2：ssDNA1经巯基化后通过Au–硫键固定于金电极，作为捕获探针；ssDNA2修饰Ru-SiNPs，作为检测探针。无ATP时，两片段间相互作用弱，Ru-SiNPs远离电极，ECL背景低。加入ATP后，ATP诱导ssDNA1与ssDNA2重组形成稳定复合物，使Ru-SiNPs靠近电极表面。在CV扫描下，Ru(bpy)3^2+与DBAE发生ECL反应，发光强度随ATP浓度增加而增强。Ru-SiNPs含数千个Ru(bpy)3^2+，起到信号放大作用，ECL增强值与ATP浓度对数呈线性关系。
检测灵敏度
LOD: 2.0 × 10^-13 mol L^-1 (S/N = 3)；线性范围: 1.0 × 10^-9–1.0 × 10^-12 mol L^-1；ΔI/a.u. = 311.26 log C(ATP) + 3873.10；R = 0.9968
效应效果
该传感器背景ECL约120 a.u.，低于单适配体体系的370 a.u.。在1.0×10^-11 mol L^-1 ATP下连续CV扫描的RSD为4.3%（n=5）；4 ℃保存4周后ECL信号降低小于5%；5个独立传感器RSD为5.4%。经热水再生后背景约130 a.u.，25次再生后信号仅降低5.8%，可重复使用至少25次。选择性方面，CTP、GTP和UTP（1.0×10^-10 mol L^-1）对ATP（1.0×10^-12 mol L^-1）干扰很低。人血清加标回收率为97.0%–108.0%，RSD为4.19%–5.03%。作者认为该传感器具有低背景、高灵敏度、良好稳定性、重现性和可再生性，适用于血清ATP检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（gold electrode），提供电子转导与固定界面
- 捕获识别层：巯基化适配体芯片ssDNA1（thiolated aptamer-chip, ssDNA1），通过Au–硫键固定于金电极，作为捕获探针
- 检测识别层：ssDNA2（detection probe），与ssDNA1在ATP存在下重组，携带信号标记物
- 信号标记/放大层：Ru-SiNPs（tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II)-doped silica nanoparticle, Ru-SiNP），含数千个Ru(bpy)3^2+，作为ECL信号产生与放大元件
- 电子供体/共反应剂：DBAE（2-(dibutylamino)ethanol），在PBS中作为Ru(bpy)3^2+的ECL共反应剂
中文摘要
本文报道了一种基于ATP诱导分裂适配体芯片重组的信号增强型电化学发光（ECL）生物传感器。该传感器以金电极为基底，将巯基化ATP适配体片段ssDNA1通过Au–硫键固定于电极表面作为捕获探针；另一适配体片段ssDNA2修饰含数千个Ru(bpy)3^2+的二氧化硅纳米颗粒Ru-SiNPs，作为检测探针和ECL信号放大元件。无ATP时，两片段间相互作用弱，Ru-SiNPs远离电极，ECL背景低；加入ATP后，ATP诱导ssDNA1与ssDNA2重组形成稳定复合物，使Ru-SiNPs靠近电极表面，在循环伏安扫描下与DBAE发生ECL反应，产生显著增强的发光信号。ECL增强值与ATP浓度对数呈线性关系，检出限为2.0×10^-13 mol L^-1。该传感器具有低背景、高灵敏度、良好稳定性、重现性和可再生性，并成功用于人血清中ATP检测。
英文摘要
A novel signal-on electrochemiluminescent (ECL) biosensor based on adenosine triphosphate (ATP)-induced recombination of split aptamer chips is presented.