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
TATA 结合蛋白（TBP, TATA-binding protein）；样品基质：HeLa 细胞核提取物（nuclear extract, NE，250 μg/mL）及磷酸盐缓冲液（50 mM 磷酸钠、150 mM NaCl，pH 7.4）
检测原理
传感器探针为金电极固定的亚甲基蓝（MB）修饰 DNA，存在非结合与结合两种构象平衡。非结合构象缺少 TBP 结合位点，MB 远离金电极，电子转移效率低，背景电流小；结合构象含有 TBP 共识序列，MB 靠近电极，电子转移效率高。无 TBP 时非结合态热力学占优；TBP 结合后，平衡向结合态移动，MB 更接近电极，法拉第电流显著上升，形成 signal-on 响应。采用方波伏安法（SWV）监测 MB 在 −0.22 V（vs Ag/AgCl）的峰电流，并通过缓冲液 Smin、样品 Ssamp、饱和 TBP Smax 与 KD 计算样品中 TBP 浓度。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2。
效应效果
该传感器在缓冲液和 250 μg/mL HeLa 核提取物中均呈现稳健剂量响应，复杂基质中结合曲线与缓冲液相似，偏移归因于内源 TBP；TBP 滴定使信号电流增加约 200%，滴定 KD 为 121 ± 20 nM，与动力学 110 ± 24 nM 一致。微流控芯片仅需约 10 μL 样品，可依据 Smin、Ssamp、Smax 与 KD 定量得到内源 TBP 4 ± 2 nM。相比 ELISA、Western blot 和 qPCR，该方法试剂少、样品量低、操作简便，适合培养细胞群体中转录因子活性的常规监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：电化学抛光金棒电极（Au），提供电子转移界面
- 自组装识别层：巯基化亚甲基蓝修饰寡核苷酸探针（MB-DNA），通过 Au–S 键固定于金表面，表面覆盖度约 10^11 molecules/cm2，探针间距约 30 nm
- 识别元件：探针内 TBP 共识结合序列（TATA 结合位点），特异性识别 TATA 结合蛋白（TBP）
- 信号标记物：亚甲基蓝（MB）氧化还原标签，位于探针内部，通过方波伏安法（SWV）在 −0.22 V（vs Ag/AgCl）产生电流信号
- 封闭/钝化层：6-巯基-1-己醇（MCH）自组装单分子层，降低金表面非特异性吸附并优化探针间距
- 微流控样品腔：三层模块化芯片（电极基底、腔体层、流体通道基底），容纳约 10 μL 样品并集成两个工作电极
中文摘要
转录因子表达水平可灵敏反映细胞发育与疾病状态，但传统检测通常需要大量细胞且步骤繁琐。本文报道一种基于电化学结构切换平台的简单定量检测方法，用于在复杂介质中检测目标转录因子。该传感器采用电极固定的亚甲基蓝修饰 DNA 探针，可在非结合与结合两种构象间快速平衡；无目标时非结合构象占优，信号较低；目标 TATA 结合蛋白（TBP）结合后，平衡向结合构象移动，使亚甲基蓝更接近金电极，法拉第电流显著增加。该方法无需额外试剂，仅需 10 μL 样品，即可在 250 μg/mL 粗核提取物中灵敏、定量地检测 TBP，为常规监测转录因子水平提供了有前景的平台。
英文摘要
Transcription factor expression levels, which sensitively reflect cellular development and disease state, are typically monitored via cumbersome, reagent-intensive assays that require relatively large quantities of cells. Here, we demonstrate a simple, quantitative approach to their detection based on a simple, electrochemical sensing platform. This sensor sensitively and quantitatively detects its target transcription factor in complex media (e.g., 250 μg/mL crude nuclear extracts) in a convenient, low-reagent process requiring only 10 μL of sample. Our approach thus appears a promising means of monitoring transcription factor levels.