传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
D-血管加压素(D-vasopressin, D-VP)、可卡因(cocaine);样品基质:缓冲液/溶液(原文未明确血清等生物基质)
检测原理
将D-VP适配体拆分为巯基化捕获探针SH-P1和检测探针P2。SH-P1通过Au-S键固定于GSGHs表面Au NPs,MCH封闭。加入D-VP与P2后,D-VP特异性结合适配体并诱导P1与P2连接,形成三叉结构,使电极表面覆盖度增加,阻碍Fc-PEI中二茂铁(Fc)与电极间的电子转移。GSGHs通过高比表面积、导电性和Au NPs富集更多适配体,放大信号。D-VP浓度越高,表面覆盖越大,DPV阴极峰电流下降越多,从而定量。L-VP不能诱导连接,信号基本不变。
检测灵敏度
D-VP: LOD: 5 ng mL−1;线性范围: 5 ng mL−1–56.5 μg mL−1;R^2 = 0.997;可卡因: LOD: 0.2 mM;线性范围: 0.2–36.5 mM
效应效果
该传感器表现出良好的稳定性和手性选择性。多层界面在室温干燥暴露10天后,Fc峰电流仅下降6.6%,说明平台稳定。对D-VP检测中,100 μg/mL L-VP几乎不引起电流变化,而20 μg/mL D-VP导致明显DPV响应,表明可区分VP对映体。可卡因检测中,16.5 mM可卡因产生明显DPV变化,而2.5 mM可卡因水解产物ecgonine、哌替啶pethidine和美沙酮methadone均无明显DPV变化,显示良好选择性。原文未报告重现性RSD、实际样品加标回收率及与ELISA/HPLC/qPCR等方法的直接对比。作者认为该平台灵敏度高、选择性好,并可作为适配体检测的通用策略。
传感器的构成
- 基底/换能器电极:ITO(indium tin oxide)电极,提供导电基底与电子转移。
- 多层组装层:Fc-PEI/PSS双层(n=2),Fc-PEI为电化学探针,PSS为聚(钠4-苯乙烯磺酸盐)。
- 外层固定层:PEI(poly(ethyleneimine)),用于固定GSGHs。
- 纳米材料修饰层:GSGHs(graphene–mesoporous silica–gold NP hybrids),提供高比表面积、导电性并富集适配体。
- 识别元件:SH-P1(巯基化D-VP适配体片段P1),通过Au-S键固定于Au NPs,作为捕获探针。
- 封闭剂:MCH(6-mercaptohexanol),封闭金表面并使SH-P1阵列更规则。
- 检测探针:P2(D-VP适配体片段P2),在D-VP存在下与SH-P1连接形成三叉结构。
- 电化学探针:Fc-PEI(ferrocene-poly(ethyleneimine)),其氧化还原信号随表面覆盖变化。
中文摘要
本文首次报道一种无标记电化学生物传感器,利用目标诱导分裂适配体连接作为寡肽手性选择器,并以石墨烯-介孔二氧化硅-金纳米粒子杂化材料(GSGHs)作为信号放大传感平台,实现对D-血管加压素(D-VP)的高灵敏、高选择性检测。将D-VP适配体序列拆分为捕获探针P1和检测探针P2,巯基化P1通过Au-S键固定于GSGHs表面金纳米粒子上,MCH封闭;加入D-VP和P2后,目标诱导P1与P2连接形成三叉结构,覆盖电极表面并阻碍Fc-PEI电子转移,使差分脉冲伏安法信号下降。GSGHs提供高比表面积、良好导电性和富集适配体能力,降低非特异吸附。传感器对D-VP线性范围为5 ng/mL–56.5 μg/mL,检出限为5 ng/mL,R2=0.997,并能区分L-VP。该策略也可用于可卡因检测,显示通用性。
英文摘要
A new electrochemical label-free biosensor based on target-induced conjunction of a split aptamer as new chiral selector for oligopeptide using graphene-mesoporous silica-gold NP hybrids (GSGHs) as magnified sensing platform is firstly reported, which showed high sensitivity and selectivity for the detection of D-vasopressin (D-VP).