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
BCR-ABL 融合基因互补靶 DNA（target DNA/cDNA）；样品基质：临床患者血液 cDNA（Tris-EDTA 稀释）及 PBS 中标准靶 DNA
检测原理
该传感器以 ITO 玻璃为工作电极，电沉积 CS-CdTe-QDs 复合膜，再用戊二醛共价固定 BCR-ABL 来源的 pDNA。亚甲基蓝（MB）优先与单链 pDNA 的未配对碱基结合，在 DPV 扫描下发生还原反应并产生电流。当 CML 互补靶 DNA 加入后，与 pDNA 杂交形成双链，MB 可及性降低，还原电流下降；电流下降幅度随靶 DNA 浓度增加而增大，在 10^-11–10^-6 M 范围内与浓度对数呈线性关系。CS 的正电荷有助于 DNA 吸附，CdTe-QDs 促进电极/生物分子界面电子转移，从而提高灵敏度。该过程无需酶或核酸扩增，60 s 即可完成响应。
检测灵敏度
LOD: 2.56 pM；线性范围: 10^-6–10^-11 M；灵敏度斜率: -2.6942×10^-7 A/log；SD: 3.6722×10^-8 A；相关系数: -0.9978；响应时间: 60 s
效应效果
选择性方面，互补靶 DNA 使 MB 还原电流下降约 50%，非互补序列变化小于 10%，单碱基错配序列产生明显不同的电流响应，表明传感器对 BCR-ABL 靶序列具有较好特异性。稳定性方面，生物电极在 4 ℃ 储存 46 天内电流下降小于 10%，货架寿命约 6–7 周；经 Tris-EDTA 高温变性再生后可重复使用 5–6 次。临床验证中，4 例 CML 阳性患者 cDNA 样本均引起显著电流下降，4 例阴性样本几乎无变化，说明其可区分真实临床样本。作者认为该平台响应快、可重复、适合 CML 早期诊断和移植后监测，但文中未报告 RSD、回收率或与 ELISA/qPCR 的定量对比。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：ITO 涂覆玻璃（ITO/glass），导电工作电极，经 H2O2/NH4OH/H2O 水解活化
- 纳米材料修饰层：壳聚糖包覆 CdTe 量子点（CS-CdTe-QDs），电沉积形成均匀多孔膜，提供正电荷、生物相容性并促进电子转移
- 交联活化层：戊二醛（glutaraldehyde），活化 CS-CdTe 表面氨基形成醛基，用于共价固定探针
- 识别元件：氨基终止 22 碱基寡核苷酸探针（pDNA，Amine-5'-TGTCCACAGCATTCCGCTGACC-3'），识别 BCR-ABL 融合基因互补序列
- 信号标记物：亚甲基蓝（MB），杂交指示剂，与单链 DNA 碱基作用并在 DPV 中被还原产生电流
- 检测介质：PBS 缓冲液（50 mM, pH 7.4, 0.9% NaCl）含 MB，维持杂交与电化学还原反应环境
- 参比/对电极：Ag/AgCl 参比电极与 Pt 对电极，用于三电极 DPV 测量
中文摘要
本文报道了一种通过电沉积法将壳聚糖（CS）包覆的碲化镉量子点（CdTe-QDs）纳米复合膜制备在氧化铟锡（ITO）玻璃基底上的新型平台。高分辨透射电镜表明，CdTe-QDs 在胶体分散体系中被 CS 分子实现分子级包覆，形成稳定纳米复合结构。该平台用于构建电化学 DNA 生物传感器，以戊二醛为交联剂将氨基修饰的 22 碱基寡核苷酸探针共价固定于 CS-CdTe/ITO 电极表面，探针序列来源于 BCR-ABL 融合基因。采用差分脉冲伏安法（DPV）并以亚甲基蓝（MB）为杂交指示剂，传感器可在 60 s 内检测低至 2.56 pM 的互补靶 DNA。响应特性显示，该生物电极货架寿命约 6 周，并可重复使用 5–6 次。临床患者样本实验表明，该传感器能够区分慢性髓系白血病（CML）阳性与阴性对照样本，具有用于 CML 早期诊断和移植后监测的潜力。
英文摘要
We report results of the studies relating to electrophoretic deposition of nanostructured composite of chitosan (CS)-cadmium-telluride quantum dots (CdTe-QDs) onto indium-tin-oxide coated glass substrate. The high resolution transmission electron microscopic studies of the nanocomposite reveal molecular level coating of the CdTe-QDs with CS molecules in the colloidal dispersion medium. This novel composite platform has been explored to fabricate an electrochemical DNA biosensor for detection of chronic myelogenous leukemia (CML) by immobilizing amine terminated oligonucleotide probe sequence containing 22 base pairs, identified from BCR-ABL fusion gene. The results of differential pulse voltammetry reveal that this nucleic acid sensor can detect as low as 2.56 pM concentration of complementary target DNA with a response time of 60s. Further, the response characteristics show that this fabricated bioelectrode has a shelf life of about 6 weeks and can be used for about 5-6 times. The results of experiments conducted using clinical patient samples reveal that this sensor can be used to distinguish CML positive and the negative control samples.