组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
大肠杆菌uidA基因SNP（T93G）DNA片段；样品基质为PCR扩增产物（250 bp单链DNA）及混合DNA样品
检测原理
传感器以金电极为换能器，表面由OEG硫醇与巯基化捕获探针CP-W/CP-M共自组装形成ONS，抑制非特异吸附。目标uidA DNA与捕获探针杂交，信号探针SP同时结合形成夹心结构。若目标与捕获探针完全互补，AmpliGase以DNA为模板催化捕获探针与SP连接，使带生物素的SP保留在电极表面；若存在单碱基错配，连接受阻，SP在洗脱步骤中被去除。随后avidin-HRP结合生物素，催化TMB/H2O2还原，在固定电位下产生还原电流。完全匹配目标越多，连接SP和HRP越多，电流越大；错配比例升高则对应电极电流下降，另一电极电流上升，通过两电极信号比R实现多重SNP分型。
检测灵敏度
未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数；原文报告可检测10%突变DNA（T-M）。
效应效果
ONS表面抑制非特异吸附，提高序列特异性。合成DNA中，完全匹配与单碱基错配目标信号区分达4倍；总浓度从5 nM增至20 nM时，两电极信号均升高，但R由1.5变为2.1，故选5 nM优化。16电极阵列检测T-W/T-M混合样品时，T-M比例从0%升至100%，CP-W电极电流下降、CP-M电极电流上升，R由3.00降至0.23，相差10倍以上，10%突变DNA可识别。对250 bp PCR产物，阴性对照和100%野生型信号可忽略，100%突变与100%野生型区分约5倍，10%突变uidA基因可被选择性识别。作者认为其可用于实际SNP分析。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：16电极金阵列（gold working/auxiliary/reference electrodes），用于安培电流读出
- 抗污修饰层：OEG-terminated thiol（HS-(CH2)11-EG2-OH, OEG）与巯基化捕获探针共自组装形成ONS，抑制非特异吸附
- 识别元件：巯基化捕获探针CP-W/CP-M（26 nt，5'巯基+12T+(CH2)6链，3'末端碱基不同），杂交识别uidA野生/突变序列
- 信号探针：SP（5'磷酸、3'生物素），与捕获探针形成夹心结构并在完全匹配时被连接
- 连接酶：AmpliGase（2 U），催化完全互补探针间的DNA模板连接
- 酶标记物：avidin-HRP，结合生物素并催化TMB/H2O2还原
- 底物/电子供体：TMB（3,3',5,5'-tetramethylbenzidine），HRP催化还原产生安培电流
- 封闭剂：BSA/casein，封闭非特异结合位点
中文摘要
本文报道了一种用于高特异性单核苷酸多态性（SNP）检测的多重电化学生物传感器的实际应用。该传感器采用16电极阵列，每个金电极表面构建寡核苷酸整合抗污表面（ONS），以抑制非特异性吸附。当完全互补的目标DNA存在时，其作为模板介导固定于金电极上的捕获探针与带生物素标记的串联信号探针之间的连接反应；连接后的生物素可进一步结合亲和素-辣根过氧化物酶（avidin-HRP），通过过氧化物酶催化底物还原产生安培电流信号。作者以大肠杆菌uidA基因中的突变位点（T93G）为检测对象，对PCR扩增产物进行分析。结果表明，该多重电化学生物传感器能够识别含10%单碱基错配突变基因的样品，证明了其在实际样品检测中的选择性和实用性。
英文摘要
We report here a practical application of a multiplexed electrochemical DNA sensor for highly specific single-nucleotide polymorphism (SNP) detection. In this work, a 16-electrode array was applied with an oligonucleotide-incorporated nonfouling surfaces (ONS) on each electrode for the resistance of unspecific absorption. The fully matched target DNA templated the ligation between the capture probe assembled on gold electrodes and the tandem signal probe with a biotin moiety, which could be transduced to peroxidase-based catalyzed amperometric signals. A mutant site (T93G) in uidA gene of E. coli was analyzed in PCR amplicons. 10% percentage of single mismatched mutant gene was detected, which clearly proved the selectivity of the multiplexed electrochemical DNA biosensor when practically applied.