组成图示
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传感器类型
量子点生物传感器
检测对象
ATP（adenosine triphosphate, ATP）；样品基质：PBS/硼酸钠缓冲液标准溶液（未报道实际生物样品）
检测原理
该传感器将ATP适配体切割为两段单链DNA，分别通过EDC偶联至GSH包覆CdTe量子点（QDs）和通过sulfo-SMCC偶联至辣根过氧化物酶（HRP）。加入ATP后，ATP作为分子连接物使两段DNA重组为完整适配体三级结构，缩短QDs与HRP之间的距离。随后加入鲁米诺、H2O2、对碘苯酚（p-IP）和硼酸钠缓冲液，HRP催化鲁米诺氧化产生约470 nm化学发光。该化学发光光谱与QDs吸收光谱重叠，发生化学发光共振能量转移（CRET），激发QDs在650 nm发射荧光。ATP浓度越高，重组复合物越多，QDs荧光峰越强，鲁米诺化学发光相对减弱。该方法无需外部光源，可避免自荧光和光漂白。
检测灵敏度
LOD: 185 nM (S/N=3)；线性范围: 50 mM–231 mM；线性方程: F = 7.0C + 7.53；CRET效率: 13.6% @ 2 mM
效应效果
在优化条件下，1 mM的TTP、CTP和GTP加入后QDs荧光几乎无明显变化，而1 mM ATP引起显著荧光增强，表明适配体识别赋予方法良好选择性。ATP浓度为2 mM时CRET效率约13.6%，线性范围为50 mM–231 mM，检出限185 nM，可在低微摩尔范围检测ATP。方法无需外部光源，避免自荧光和光漂白，操作相对简单。原文未报道稳定性、重现性RSD、实际样品加标回收率及与ELISA、HPLC或qPCR的对比。作者认为该CRET策略具有良好应用潜力，未来可优化系统、提高CRET效率和灵敏度，并拓展至细胞水平及其他靶分子检测。
传感器的构成
- 溶液相反应体系：PBS（10 mM, pH 7.4）与硼酸钠缓冲液，提供偶联和化学发光反应介质，无固定电极基底
- 纳米材料层：GSH包覆CdTe量子点（QDs），发射650 nm，作为CRET受体和荧光信号标记
- 识别元件A：5'-NH2-(CH2)6-ACCTGGGGGAGTAT-3'单链DNA片段A，经EDC偶联至QDs，构成ATP适配体识别片段
- 识别元件B：5'-TGCGGAGGAAGGT-(CH2)3-SH-3'单链DNA片段B，经sulfo-SMCC偶联至HRP，构成ATP适配体识别片段
- 信号标记酶：辣根过氧化物酶（HRP），催化鲁米诺/H2O2化学发光，作为CRET供体侧催化元件
- 化学发光底物：鲁米诺（luminol）、H2O2、对碘苯酚（p-IP）和Na2B4O7，产生约470 nm化学发光并转移至QDs
- 偶联剂：EDC用于QD-片段A偶联，sulfo-SMCC用于HRP-片段B偶联
中文摘要
本文设计了一种基于化学发光共振能量转移（CRET）的适配体/量子点生物传感器，用于检测三磷酸腺苷（ATP）。将腺苷适配体切割为两段单链DNA，分别偶联到量子点（QDs）和辣根过氧化物酶（HRP）上。在ATP存在时，两段DNA可重组为特异性结构，使HRP与QDs之间的距离缩短。加入鲁米诺、过氧化氢和对碘苯酚后，HRP催化鲁米诺产生化学发光，其能量通过CRET激发QDs，从而根据QDs荧光强度实现ATP检测。结果显示，ATP浓度与QDs发射峰荧光强度呈线性关系，线性范围为50 mM至231 mM，检出限为185 nM；当ATP浓度为2 mM时，CRET效率为13.6%。与1 mM的TTP、CTP和GTP相比，该方法对ATP具有良好的特异性。该方法无需外部光源，可避免自荧光和光漂白，能在低微摩尔范围内选择、特异、灵敏地检测ATP，并有望用于其他靶分子检测。
英文摘要
We designed an aptasensor for the detection of adenosine triphosphate (ATP) based on chemiluminescence resonance energy transfer (CRET). An adenosine aptamer was cut into two pieces of ssDNA, which were attached to quantum dots (QDs) and horse radish peroxidase (HRP), respectively. They could reassemble into specific structures in the presence of ATP and then decrease the distance of HRP and QDs. ATP detection can be easily realized according to the fluorescent intensity of QDs, which is excited by CRET between luminol and QDs. Results show that the concentration of ATP is linear relation with the fluorescent intensity of the peak of QDs emission and the linear range for the linear equation is from 50 μM to 231 μM and the detection limit was 185 nM. When the concentration of ATP was 2 mM, the efficiency of CRET is 13.6%. Good specificity for ATP had been demonstrated compared to thymidine triphosphate (TTP), cytidine triphosphate (CTP) and guanosine triphosphate (GTP), when 1 mM of each was added, respectively. This method needs no external light source and can avoid autofluorescence and photobleaching, and ATP can be detected selectively, specifically, and sensitively in a low micromolar range, which means that the strategy reported here can be applicable to the detection of several other target molecules.