Label-free and sensitive thrombin sensing on a molecularly grafted aptamer on graphene.

电化学生物传感器

凝血酶（thrombin/α-thrombin）；样品基质：PBS 缓冲液、健康人血清

TBA 共价接枝于 GR 修饰的 GCE 表面。加入凝血酶后，TBA 构象转变为 G-四聚体并与凝血酶结合，形成四聚体-凝血酶复合物，使电极表面空间位阻和电子转移阻力增大，[Fe(CN)6]3-/4- 氧化还原探针难以接近电极，DPV 峰电流随凝血酶浓度增加而下降。石墨烯的高导电性、大比表面积和边缘缺陷位点促进电子转移，使阻抗电荷转移电阻 Ret 随浓度增长率为 15.34 Ω fM^-1，较 TBA-GCE 的 8.41 Ω fM^-1 提高 1.82 倍。通过 DPV/CV/EIS 读取电流或阻抗变化实现定量检测。

LOD: 0.45 fM (S/N = 3)；线性范围: 1–100 fM；灵敏度斜率: -18.28；回归方程: A = -18.28a - 162.0；R^2 = 0.9963；实际血清 LOD: 2.09 fM

该传感器对与凝血酶共存的牛血清白蛋白（BSA）和胰蛋白酶（trypsase, TYP）均无可忽略响应，选择性良好。在健康人血清中，四个制备电极进行 5 次重复检测，相对标准偏差为 1.41×10^-6，实际样品检出限为 2.09 fM，作者认为其灵敏度高于已报道的石墨烯荧光适配体传感器和电化学凝血酶传感器。阻抗分析显示，GR-TBA-GCE 的电荷转移电阻 Ret 随凝血酶浓度增长率为 15.34 Ω fM^-1，而 TBA-GCE 为 8.41 Ω fM^-1，提高 1.82 倍。孵育 20 min 即可获得约 80 min 响应的一半，满足临床快速检测需求。该无标记策略避免适配体标记带来的耗时和亲和力降低，为多种生物分子电化学检测提供通用平台。

本文报道一种无标记电化学生物传感器，用于凝血酶的高灵敏检测。作者以壳聚糖（CS）将氧化石墨烯（GO）固定于玻璃碳电极（GCE）表面，并通过化学还原将 GO 转化为石墨烯（GR），再将凝血酶结合适配体（TBA）共价接枝到 GR 表面，构建 GR-TBA 纳米复合修饰电极。检测时，凝血酶与 TBA 特异性结合并诱导其形成 G-四聚体，生成四聚体-凝血酶复合物，使电极表面空间位阻增大，阻碍 [Fe(CN)6]3-/4- 氧化还原探针接近电极，导致差分脉冲伏安法（DPV）峰电流下降。石墨烯的高导电性、大比表面积和缺陷位点显著促进电子转移，使传感器灵敏度较仅 TBA 修饰电极提高 1.82 倍。该传感器对凝血酶线性范围为 1–100 fM，检出限为 0.45 fM，并在健康人血清中实现 2.09 fM 检出，相对标准偏差为 1.41×10^-6，对 BSA 和 TYP 干扰具有良好选择性。