组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
新蝶呤（neopterin）；样品基质：随机尿液（random urine）
检测原理
该传感器以新蝶呤印迹 EVAL 薄膜作为识别元件。新蝶呤分子在制备过程中与 EVAL 形成可逆相互作用，模板洗脱后留下形状和官能团匹配的印迹孔穴。当尿液样品中的新蝶呤进入孔穴并被选择性结合时，电极/溶液界面的电荷转移特性发生变化，进而改变氧化还原介质的电化学响应。检测在含 0.5 M KCl、20 mM K4Fe(CN)6 和 20 mM K3Fe(CN)6 的三电极体系中进行，采用循环伏安法，扫描速率为 0.1 V/s，在约 0.25 V 处出现峰电流。原文将峰电流随新蝶呤浓度变化归因于铁氰化钾/亚铁氰化钾氧化还原反应与新蝶呤酮-乙醇互变异构的联合作用。该体系未使用酶、核酸或纳米酶等额外放大策略，主要依靠 MIP 选择性结合与氧化还原电流响应实现定量。
检测灵敏度
LOD: 0.025 pg/mL；LOD: 0.041 pg/mL
效应效果
含 27 mol% 乙烯的 EVAL 印迹膜对新蝶呤吸附量为 2.35±0.10 mg/cm2，非印迹膜为 1.15±0.06 mg/cm2，印迹有效性 2.05。50 ng/mL 时印迹电极循环伏安电流由 130 mA 增至 200 mA，非印迹电极仅 30–60 mA；10 ng/mL 时灵敏度约为非印迹电极 4 倍。高浓度下标准差小于 2 mA，尿素和肌酐干扰响应小于 ±3.0 mA。随机尿液加标 300 ng 后回收率为 98.64%、98.92%、96.76%、99.83%，摘要称 15 ng/mL 加标回收率大于 95%。LOD 报 0.025 pg/mL（结论另报 0.041 pg/mL），优于 RIA 0.2 ng/mL 和 ELISA 0.5 ng/mL，作者认为可用于家用尿液监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：ITO 玻璃电极（indium tin oxide, ITO），作为工作电极导电基底
- 分子印迹识别层：新蝶呤印迹 poly(ethylene-co-vinyl alcohol)（neopterin-imprinted EVAL）薄膜，通过溶剂蒸发法制备，提供特异性识别位点
- 样品缓冲液：磷酸盐缓冲液（PBS），用于配制新蝶呤标准样品
- 氧化还原介质：0.5 M KCl、20 mM K4Fe(CN)6、20 mM K3Fe(CN)6 溶液，提供电化学电荷转移介质
- 参比电极：Ag/AgCl 电极，提供稳定电位参考
- 对电极：counter electrode，完成三电极电化学回路
- 便携式恒电位仪：C8051F020 混合信号微处理器、自动量程电流-电压转换器、USB 数据接口，用于恒电位控制与电流读出
中文摘要
新蝶呤（neopterin）是鸟苷三磷酸等嘌呤核苷酸的代谢产物，在尿液等生物流体中的浓度可反映 T 辅助细胞调控下的细胞免疫激活状态；血清和尿液中新蝶呤升高通常提示细胞免疫激活，并与氧化应激相关。本文以新蝶呤为模板分子，通过溶剂蒸发法将其印迹到乙烯-乙烯醇共聚物（EVAL）薄膜中，随后用十二烷基硫酸钠（SDS）洗脱模板分子，使 EVAL 膜形成可特异性识别新蝶呤的印迹孔穴，并作为电化学尿液分析传感元件。研究比较了不同乙烯摩尔分数（27、32、38、44 mol%）EVAL 的印迹效果，发现含 27 mol% 乙烯的 EVAL 具有最高印迹有效性，可与所提出的便携式生物传感器集成。在随机尿液分析中，采用循环伏安法并结合加标回收方法，对 15 ng/mL 新蝶呤浓度实现了 95% 以上的回收率。
英文摘要
Neopterin is a catabolic product of guanosine triphosphate, a purine nucleotide. Measuring neopterin concentrations in biological fluids such as urine provides information about cellular immune activation in humans under control of T helper cells. A high neopterin concentration in bodily fluids, including serum and urine, indicates cellular immunity activation, which is associated with oxidative stress. In this work, neopterin is the target molecule and imprinted onto poly(ethylene-co-vinyl alcohol) via solvent evaporation. The template molecules on the thin film are then removed, and the membrane is used as a sensing element for electrochemical urinalysis. Poly(ethylene-co-vinyl alcohol) containing 27 mol% ethylene had high imprinting effectiveness and may be integrated with the proposed portable biosensor. In random urine analysis, the cyclic voltammetry measurements of neopterin with an additional recovery method achieved >95% recovery for the neopterin concentration of 15 ng/mL.