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
抗p53抗体（anti-p53 antibody）；样品基质：PBS缓冲液、未稀释人血清
检测原理
传感器以镀金微电极为换能器，通过硫醇自组装单分子层将p53反应性表位肽（D-L-W-K-L）固定于电极表面；PEG-烷基硫醇封闭非功能化区域，生物素-链霉亲和素体系用于固定生物素化肽。样品中的抗p53抗体与表面表位肽特异性结合，形成大尺寸抗体-肽复合物，改变电极/溶液界面的双电层结构和电荷转移过程。在含K4Fe(CN)6的PBS中，电化学阻抗谱（EIS）测量电荷转移电阻Rct；抗体浓度升高使Rct增大，从而实现无标记、直接定量。方法不依赖荧光二级抗体或酶放大，灵敏度主要来自抗体大分子尺寸与优化表位界面。
检测灵敏度
LOD: 6.67 × 10^-17 M (10 fg mL^-1)；血清检测浓度: 6.67 × 10^-12 M (1 ng mL^-1)
效应效果
该传感器通过表位优化获得高选择性。微接触印刷显示荧光二级抗体仅结合肽图案区；SAMDI质谱直接检测到约150 kDa的抗p53抗体，而抗HSA阴性对照无信号；AFM单分子力谱中竞争实验使特异性结合概率由1.8%降至0.9%。EIS中10^-17 M抗p53信号显著高于SAM对照，10^-8 M抗HSA低于对照。肽在血清中180 min稳定，化合物4半衰期38.5 h，化合物1为17.5 min，表面固定后满足2 h孵育。SAM可保存约一个月。方法无需夹心法和荧光标记，较ELISA更直接，可用于癌症早期诊断。
传感器的构成
- 基底/工作电极：镀金微电极（Au microelectrode，100 μm），提供阻抗换能界面
- SAM修饰层：化合物1（H-D-L-W-K-L-PEG-alkyl-SH）或生物素烷基硫醇（BAT, 8）与羟基聚乙二醇烷基硫醇（HO-PEG-alkyl-SH, 9）共组装，固定识别肽并封闭表面
- 连接层：链霉亲和素（neutravidin），用于BAT与生物素化肽（化合物4）连接
- 识别元件：p53反应性表位肽（D-L-W-K-L；化合物1或化合物4 Biotin-S-G-S-G-D-L-W-K-L-NH2），特异性结合抗p53抗体
- 封闭剂：HO-PEG-alkyl-SH（9），抑制蛋白非特异吸附
- 氧化还原探针：20 mM K4Fe(CN)6（铁氰化钾）PBS溶液，用于EIS电荷转移电阻测量
- 参比/对电极：Ag/AgCl参比电极与Pt箔对电极，构成三电极阻抗测量体系
中文摘要
生物标志物的识别与定量是疾病诊断和监测的关键。血清自身抗体因生物学和医学意义日益成为重要检测对象。本文报道了一种高灵敏度、无标记的p53抗体检测方法。p53抗体是卵巢癌的预后指标，也是其他癌症早期阶段的生物标志物。该方法利用金微电极上的电化学阻抗测量，在未稀释血清样品中实现皮摩尔级抗体浓度测定。通过优化负责识别p53抗体的表位，该生物传感器表现出高选择性，并经微接触印刷、自组装单分子层脱附电离质谱（SAMDI）和原子力显微镜（AFM）黏附拉脱力等多种技术验证。该换能方法有望为癌症及其他疾病的早期检测提供快速、准确的诊断工具。
英文摘要
The identification and measurement of biomarkers is critical to a broad range of methods that diagnose and monitor many diseases. Serum auto-antibodies are rapidly becoming interesting targets because of their biological and medical relevance. This paper describes a highly sensitive, label-free approach for the detection of p53-antibodies, a prognostic indicator in ovarian cancer as well as a biomarker in the early stages of other cancers. This approach uses impedance measurements on gold microelectrodes to measure antibody concentrations at the picomolar level in undiluted serum samples. The biosensor shows high selectivity as a result of the optimization of the epitopes responsible for the detection of p53-antibodies and was validated by several techniques including microcontact printing, self-assembled-monolayer desorption ionization (SAMDI) mass spectrometry, and adhesion pull-off force by atomic force microscopy (AFM). This transduction method will lead to fast and accurate diagnostic tools for the early detection of cancer and other diseases.