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
银离子（Ag+，水样/环境水样）、半胱氨酸（Cys，血清）
检测原理
该传感器以功能寡核苷酸（FO）为识别元件。Ag+选择性配位FO与固定C5链中的胞嘧啶，形成C–Ag+–C复合物，使FO锚定到电极表面；FO分子间双链区嵌入Ru(phen)3^2+。施加电位时，TPA作为共反应物与Ru(phen)3^2+发生ECL反应，Ag+浓度升高使发光增强，呈turn-on响应。Cys侧链硫醇与Ag+结合能力强于C–Ag+–C，可竞争解离复合物并释放FO，使Ru(phen)3^2+远离电极，ECL信号降低，呈turn-off响应，从而定量Cys。
检测灵敏度
Ag+: LOD: 5 pM (S/N = 3)；响应范围: 10 pM–100 nM。Cys: LOD: 50 pM；响应范围: 100 pM–50 nM。
效应效果
该传感器对Ag+具有选择性，重现性见ESI；Cys检测重现性RSD为5.0%（n=6）。干扰实验中，10 nM苯丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、色氨酸、天冬酰胺、组氨酸和甘氨酸几乎无ECL变化，GSSG无响应，而GSH因含游离硫醇产生类似Cys响应，说明硫醇为关键作用位点。血清Cys加标回收率为107%–110%；2.15 mM加标样品ECL测得2.34 mM（回收率109%），ESI-MS测得2.42 mM（回收率112%），结果一致。方法仅需10 μL样品，作者认为可用于生物样品分析和金属离子–生物分子相互作用研究。
传感器的构成
- 电极基底：未明确具体电极材料，表面固定巯基化C5寡核苷酸（C5），提供锚定界面
- 锚定辅助层：G5寡核苷酸（G5）与FO的Ag+识别区预形成G–C双链，避免不同FO胞嘧啶富集区自组装
- 识别元件：功能寡核苷酸（FO），含多胞嘧啶区（C-rich section）选择性结合Ag+形成C–Ag+–C复合物，并含分子间双链区用于嵌入Ru(phen)3^2+
- 信号标记物：三(1,10-菲啰啉)合钌(II)（Ru(phen)3^2+），嵌入FO双链区，作为ECL发光探针
- 电子供体：三丙胺（TPA），在施加电位时作为ECL共反应物参与发光反应
- 被测物：银离子（Ag+）与半胱氨酸（Cys），Ag+介导FO结合，Cys通过硫醇竞争解离C–Ag+–C
- 信号读出：电化学发光（ECL）信号，Ag+引起turn-on，Cys引起turn-off
中文摘要
本文报道了一种基于功能寡核苷酸（FO）的电化学发光（ECL）生物传感器，用于检测银离子（Ag+）和半胱氨酸（Cys）并研究二者相互作用。作者设计了含多胞嘧啶识别区和分子间双链区的FO，使三(1,10-菲啰啉)合钌(II)（Ru(phen)3^2+）嵌入双链区作为ECL探针。巯基化C5寡核苷酸固定于电极表面，Ag+通过形成C–Ag+–C复合物介导FO与C5结合，施加电位并以三丙胺（TPA）为共反应物时产生ECL信号，Ag+浓度升高使信号增强。Cys侧链硫醇可竞争结合Ag+，解离C–Ag+–C复合物并释放FO，导致ECL信号降低，从而实现Cys的“turn-off”检测。该传感器Ag+检出限为5 pM，Cys检出限为50 pM，并在血清样品中验证了可行性。
英文摘要
An electrochemiluminescent biosensor was designed for the detection of Ag(+) ions and cysteine as well as their interaction study. To this end, a functional nucleic acid was designed for target recognition and probe intercalation.