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
Aβ1–42 可溶性寡聚体（amyloid β 1–42 soluble oligomer, Aβ1–42 soluble oligomer）；样品基质：PBS 缓冲液、胎牛血清（fetal bovine serum）加标样品
检测原理
I10 肽探针经 MUA 端自组装于金电极表面，Fc 端作为可逆氧化还原电子标记。Aβ1–42 可溶性寡聚体与肽探针通过疏水相互作用以 ridge-notch 方式结合，使探针-靶标复合物体积增大、运动受限，Fc 与电极表面有效距离增加，表面电子转移（ET）速率下降。SWV 频率微调使信号与 ET 动力学同步：无靶标时快速 ET 与高频同步，低频响应被抑制；结合靶标后 ET 减慢，与 5 Hz 低频同步，产生信号开启（signal-on）峰电流。峰电流增量 ΔIp 随靶标浓度升高而增大，实现定量检测。
检测灵敏度
最低可检测靶标浓度: 240 pM；线性范围: 480 pM–12 nM
效应效果
该传感器对 Aβ1–42 可溶性寡聚体具有构象特异性识别能力：对照肽 M13、Aβ1–42 单体、纤维状聚集体和空白对照均几乎不产生响应，表明识别依赖于特定寡聚体表面基序。靶标孵育约 20 h 达到最大响应。在未稀释胎牛血清加标样品中，检测值与加入浓度吻合良好，相对误差小于 5%（如 4.74 nM 对 4.80 nM，误差 1.2%；0.71 nM 对 0.68 nM，误差 4.8%）。作者认为该策略无需复杂探针设计，可推广至其他短肽配体蛋白检测，并有望用于阿尔茨海默病早期诊断。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金盘电极（Au disk electrode，3 mm），经清洗抛光，作为工作电极与表面电子转移换能器
- 锚定/修饰层：MUA（11-巯基十一烷酸），硫醇端与金表面自组装，将肽探针固定于电极
- 识别元件：I10 肽序列（RGTWEGKWK），通过疏水相互作用识别 Aβ1–42 可溶性寡聚体表面基序
- 信号标记物：Fc（二茂铁），连接于肽探针末端，提供可逆氧化还原电子信号
- 组装助剂：TCEP（tris(2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride，5 mM，10 mM PBS pH 7.4），防止肽探针末端巯基形成二硫键，促进自组装
- 稀释/封闭层：MNH（9-mercapto-1-nonanol，1 mM，10 mM PBS pH 7.4），与肽探针形成混合自组装单分子层（SAM），降低非特异吸附
- 清洗/去非特异吸附：Tween-20（5%，30 min），去除非特异吸附物
- 电解液/三电极体系：1 M NaClO4 缓冲液，SCE 参比电极、Pt 对电极，用于 SWV 读出
中文摘要
本文提出一种基于寡肽的电化学生物传感器新策略，通过对方波伏安法（SWV）扫描脉冲频率进行精细调节，使其与修饰在电极表面的寡肽探针的表面电子转移（ET）动力学同步。该策略利用靶标结合前后表面 ET 速率的显著差异，实现无需复杂探针设计的信号开启（signal-on）检测。作者以淀粉样蛋白 β1–42（Aβ1–42）可溶性寡聚体为模型靶标，构建了肽基电化学传感器。实验结果表明，靶标结合会减慢表面电子转移，使传感器在低频 SWV 下产生增强响应，从而可用于 Aβ1–42 可溶性寡聚体的定量分析。该策略有望推广至其他具有短肽配体的蛋白分子检测，为阿尔茨海默病相关生物标志物传感提供新途径。
英文摘要
Based on oligopeptide, a novel strategy to fabricate electrochemical biosensor is proposed in this work by fine-tuning the scan pulse frequency of square wave voltammetry (SWV) to synchronize with the surface electron transfer (ET) of the oligopeptide modified on an electrode surface. By using this strategy, the surface ET dynamics of our peptide-based biosensor can show significant difference in the presence and absence of a detection target, thus the proposed strategy has been employed for the assay of amyloid β 1-42 (Aβ 1-42) soluble oligomer, which is among the most neurotoxic species of Aβ peptide. Experimental results reveal that our sensor might be an appropriate candidate for quantitative assay of Aβ 1-42 soluble oligomer. Moreover, the strategy proposed in this work may be extended for the fabrication of more peptide-based biosensors in the future.