组成图示
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传感器类型
其他（双偏振干涉仪(DPI)生物传感器）
检测对象
汞(II)离子（Hg2+），水溶液/缓冲液（原文未明确实际样品基质；文中提及WHO饮用水限值）
检测原理
该传感器以固定于PEI层上的富胸腺嘧啶寡核苷酸MSO为识别元件。当Hg2+进入界面时，Hg2+与MSO中的胸腺嘧啶形成T–Hg2+–T配位错配，使原本随机卷曲的单链MSO转变为较刚性的发夹样构象。这一识别事件引起表面层厚度增加、质量增加和折射率轻微变化。DPI基于倏逝波干涉原理，实时、无标记地监测传感表面质量、折射率和厚度变化，从而将Hg2+结合转化为可定量光学信号。质量增量随Hg2+浓度在0.1–3.0 mM范围内线性增加，并可通过结合曲线计算结合动力学常数。
检测灵敏度
LOD: 27 nM (S/N = 3)；线性范围: 0.1–3.0 mM；拟合方程: M (ng mm−2) = 0.013 c (mM) + 0.009；斜率: 0.013 ng mm−2 mM−1；r = 0.998
效应效果
该传感器表现出对Hg2+的高选择性：对照cMSO/PEI层在加入Hg2+后质量变化很小；Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Zn2+和Pb2+单独存在时仅引起轻微或可忽略的质量变化，混合金属离子与Hg2+共存时质量变化较单独Hg2+降低，说明其他离子存在可能使检出限升高。DPI芯片经氧化性piranha清洗液处理后可重复使用。方法获得ka=1.92×10^4 M−1 s−1、kd=0.014 s−1、Ka=1.4×10^6 M−1，LOD为27 nM，接近WHO饮用水Hg2+限值30 nM。原文未报告RSD、实际样品回收率或与ELISA/HPLC/qPCR的对比。作者认为该策略可扩展至其他功能DNA识别目标。
传感器的构成
- 基底/换能器：硅氮氧化物芯片（silicon oxynitride chip），负电表面，作为DPI倏逝波传感基底
- 修饰层：聚乙亚胺（PEI），高电荷聚阳离子，静电自组装形成正电层以固定寡核苷酸
- 识别元件：21-mer富胸腺嘧啶寡核苷酸（MSO，5'-TTC TTT CTT CCC TTG TTT GTT-3'），通过T–Hg2+–T配位识别Hg2+
- 被测物：汞(II)离子（Hg2+），与MSO中胸腺嘧啶配位并诱导构象变化
- 信号读出：双偏振干涉仪（DPI），实时监测表面层厚度、质量和折射率变化
中文摘要
本文报道了一种基于双偏振干涉仪（DPI）的实时无标记检测技术，用于研究汞(II)离子（Hg2+）与21-mer富胸腺嘧啶寡核苷酸（MSO）的相互作用，并构建Hg2+生物传感器。该传感器利用胸腺嘧啶–Hg2+–胸腺嘧啶（T–Hg2+–T）配位化学，使MSO在Hg2+存在下由随机卷曲单链转变为发夹样构象。实验将高电荷聚阳离子聚乙亚胺（PEI）静电自组装到负电硅氮氧化物芯片表面，再静电吸附带负电MSO。DPI实时监测表面层厚度、质量和折射率变化，获得结合速率常数ka=1.92×10^4 M−1 s−1、解离速率常数kd=0.014 s−1和结合常数Ka=1.4×10^6 M−1。质量增量与Hg2+浓度在0.1–3.0 mM范围内线性，检出限为27 nM（S/N=3），接近WHO饮用水Hg2+限值30 nM。对照寡核苷酸cMSO及其他金属离子实验表明该传感器具有较高选择性，且DPI芯片可重复使用。
英文摘要
A real-time, label-free dual polarisation interferometry technique was used to investigate the interaction of Hg(2+) with a 21-mer T-rich oligonucleotide and further construct a Hg(2+) biosensor based on thymine-Hg(2+)-thymine coordination chemistry.