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
腺嘌呤（Adenine, A）、鸟嘌呤（Guanine, G）；样品基质：PBS缓冲液标准溶液、1 M HCl酸水解鱼精DNA（fish sperm DNA）样品
检测原理
腺嘌呤和鸟嘌呤在Fe3O4NPs/MWCNT/GCE表面发生直接电氧化，属于两电子两质子不可逆过程。Fe3O4NPs具有较大比表面积，可在开路预富集阶段吸附嘌呤碱基，提高电极表面局部浓度；MWCNT-COOH形成多孔导电薄膜，降低电子转移阻力并促进电子从被测物向GCE传递。随着被测物浓度升高，吸附量和扩散通量增加，阳极峰电流线性增大。两种碱基氧化峰电位分离约300 mV，因此可在同一伏安曲线上分别读取鸟嘌呤和腺嘌呤信号，实现同时检测。
检测灵敏度
鸟嘌呤（Guanine）: LOD: 1 nM；线性范围: 0.01–10 μM；Ip/μA=3.3130 CGuanine/μM+0.0704；R^2=0.995
腺嘌呤（Adenine）: LOD: 5 nM；线性范围: 0.05–8 μM；Ip/μA=3.17 CAdenine/μM+0.122；R^2=0.994
DNA: 实验检出限: 3 ng mL−1；线性范围: 鸟嘌呤 0.04–5 μg mL−1、腺嘌呤 0.06–5 μg mL−1
效应效果
该电极对1 mM抗坏血酸（AA）、0.1 mM尿酸（UA）、10 μM多巴胺（DP）和1 mM葡萄糖（Glu）无明显干扰，混合物中五个氧化波分辨良好。重复性RSD为：鸟嘌呤1 μM和10 μM分别为1.75%、1.65%，腺嘌呤分别为2.76%、2.74%；重现性RSD为：鸟嘌呤2.47%、3.46%，腺嘌呤3.18%、4.42%。室温保存一个月后仍保留95.3%初始峰电流。鱼精DNA标准加入法测得腺嘌呤23.4 mol%、鸟嘌呤28.6 mol%，(G+C)/(A+T)=0.81，与标准值0.77接近。与文献修饰电极相比，线性范围更宽、检出限更低，适用于生物体系中痕量嘌呤碱基检测。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻璃碳电极（GCE），经氧化铝抛光，作为导电基底和电化学换能器
- 纳米材料修饰层：Fe3O4NPs/MWCNT纳米复合薄膜，由Fe3O4纳米颗粒（Fe3O4NPs）负载于羧基化多壁碳纳米管（MWCNT-COOH）形成，提供导电通道、吸附位点并降低电子转移阻力
- 识别元件：无特异性生物识别元件，依赖Fe3O4NPs/MWCNT对腺嘌呤（Adenine）和鸟嘌呤（Guanine）的吸附及直接电氧化
- 信号标记物：无外源标记物，被测嘌呤碱基本身在电极表面氧化产生电流
- 支持电解质/电子供体：0.1 M磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.0），氮除氧；腺嘌呤和鸟嘌呤作为电子供体
- 参比/对电极：饱和Ag/AgCl参比电极和Pt丝对电极，构成三电极体系
中文摘要
本文制备了负载Fe3O4纳米颗粒（Fe3O4NPs）的多壁碳纳米管（MWCNT）纳米复合材料，并将其修饰于玻璃碳电极（GCE）表面，构建用于同时检测腺嘌呤（Adenine）和鸟嘌呤（Guanine）的电化学生物传感器。通过线性扫描伏安法（LSV）研究了腺嘌呤和鸟嘌呤在修饰电极上的直接电氧化行为。与裸GCE相比，修饰电极使两种嘌呤碱基的氧化峰电流显著增大，氧化峰电位明显负移。采用透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）对复合膜形貌与电化学性质进行表征。该传感器对腺嘌呤和鸟嘌呤的线性范围为0.01–10 μM与0.05–8 μM，检出限为1 nM与5 nM。方法成功应用于鱼精DNA样品中痕量腺嘌呤和鸟嘌呤的同时测定，DNA实验检出限为3 ng mL−1，并计算出(G+C)/(A+T)值为0.81。电极具有优良的重现性、重复性和稳定性。
英文摘要
Multi-walled carbon nanotubes decorated with Fe(3)O(4) nanoparticles (Fe(3)O(4)NPs/MWCNT) were prepared and used to construct a novel biosensor for the simultaneous detection of adenine and guanine. The direct electro-oxidation of adenine and guanine on the modified electrode were investigated by linear sweep voltammetry. The results indicate a remarkable increase in the oxidation peak currents together with negative shift in the oxidation peak potentials for both adenine and guanine, in comparison to the bare glassy carbon electrode (GCE). The surface morphology and nature of the composite film deposited on GCE were characterized by transmission electron microscopy, atomic force microscopy, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The Fe(3)O(4)NPs/MWCNT based electrochemical biosensor exhibits linear ranges of 0.01-10 μM and 0.05-8 μM with detection limits of 1 nM and 5 nM for adenine and guanine, respectively. The proposed method was successfully applied for a highly sensitive simultaneous determination of trace amounts of adenine and guanine in DNA of fish sperm samples with satisfactory results. The experimental detection limit was found to be equal to 3 ng mL(-1) DNA. The value of (G+C)/(A+T) in DNA was calculated to be 0.81. The fabricated electrode showed excellent reproducibility, repeatability and stability.