组成图示
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传感器类型
电化学发光(ECL)生物传感器
检测对象
前列腺特异性抗原（PSA），样品基质为人血清（加标）及 PBS 缓冲液标准溶液
检测原理
Ru(bpy)2(dcbpy)NHS 标记的螺旋肽 CHSSKLQK 通过末端 Cys-SH 自组装固定于金电极。PSA 与肽特异性结合并在 Q/K 位点切割，使带 Ru 的片段从电极表面脱落，界面 ECL 标记物减少。检测时在 0.10 M PBS（pH 7.4）/0.10 M NaCl 含 50 mM TPA 的溶液中，于 +0.85 V 恒电位下，TPA 氧化产生自由基，与 Ru 配合物反应生成激发态并发射 ECL。PSA 浓度越高，切割越多，ECL 峰高下降越大，以 ΔI=I0-IS 定量。该策略无需酶或二次标记，直接将肽切割事件转换为 ECL 信号。
检测灵敏度
LOD: 3.8 × 10^-11 g/mL (0.038 ng/mL, 3s)；线性范围: 1.0 × 10^-10 g/mL–8.0 × 10^-9 g/mL；斜率: 2038 (ΔI per log C, C单位 10^-9 g/mL)；回归方程: DI=2038 lgC+2612；相关系数: 0.9591
效应效果
该传感器对 5 ng/mL PSA 的 ECL 下降为 62.4%，50 ng/mL 胰蛋白酶仅 5.8%，PSA/胰蛋白酶混合为 63.8%，选择性良好。1 ng/mL PSA 批内 RSD 为 3.3%，日间 RSD 为 2.3%（n=6）；4 °C PBS 中保存 10 d，对 5.0 ng/mL PSA 的响应仅下降 6.4%。人血清加标平均回收率为 97.2%。LOD 0.038 ng/mL，低于正常血清 PSA 水平，与 ELISA、比色、荧光和电化学免疫分析相当，优于对照 ECL 免疫传感器（0.33 ng/mL），作者认为可用于临床 PSA 检测。
传感器的构成
- 基底电极：金电极（Au electrode，2.0 mm 直径）作为工作电极与换能器，承载自组装肽并施加恒电位产生 ECL。
- 自组装界面：肽末端半胱氨酸 Cys 的硫醇基（Cys-SH）与金表面自组装，形成有序界面并固定探针。
- 识别元件：螺旋肽 CHSSKLQK（helix peptide）识别 PSA，并在 PSA 作用下于 Q/K 位点发生切割。
- 信号标记物：Ru(bpy)2(dcbpy)NHS（Ru 配合物）共价标记于肽的赖氨酸 Lys 氨基，作为 ECL 发光标记。
- 封闭剂：6-巯基己醇（MCH）封闭金表面剩余位点，降低非特异性吸附。
- 电子供体/检测液：三丙胺（TPA）在 0.10 M PBS（pH 7.4）/0.10 M NaCl 中作为共反应剂，氧化后与 Ru 配合物反应产生 ECL。
中文摘要
本文报道了一种新型无试剂电化学发光（ECL）肽基生物传感器，用于高灵敏、高选择性地检测前列腺特异性抗原（PSA）。以螺旋肽 CHSSKLQK 作为分子识别元件，将电化学发光标记物 Ru(bpy)2(dcbpy)NHS 通过酰化反应标记于肽中赖氨酸的氨基上，形成 Ru-肽探针。利用肽末端半胱氨酸的硫醇基，通过自组装技术将 Ru-肽固定于金电极表面。检测时，PSA 与电极表面 Ru-肽特异性结合并在 Q/K 位点发生蛋白水解切割，使部分 Ru 标记物从电极表面脱落，导致 ECL 信号下降。ECL 强度降低值与 PSA 浓度在 1.0×10^-10 g/mL 至 8.0×10^-9 g/mL 范围内呈线性关系，检出限为 3.8×10^-11 g/mL。该工作表明，将肽切割事件直接转换为 ECL 信号，可为目标蛋白检测提供简单、灵敏的方法。
英文摘要
A novel electrogenerated chemiluminescence peptide-based (ECL-PB) biosensor for highly sensitive and selective determination of prostate-specific antigen (PSA) was developed. A helix peptide (CHSSKLQK) was served as a molecular recognition element and ruthenium bis(2,2'-bipyridine) (2,2'-bipyridine-4,4'-dicarboxylic acid)-N-hydroxysuccinimide ester (Ru(bpy)(2)(dcbpy)NHS) was used as an ECL label. The helix peptide was labeled with the ECL label at NH(2)-containing lysine and utilized as ECL probe (Ru-peptide). The ECL-PB biosensor was fabricated by immobilizing the ECL probe onto a gold electrode surface via self-assembling technique through a thiol-containing cysteine at the end of the peptide. The principle of ECL measurement is based on the specific proteolytic cleavage event of Ru-peptide on the gold electrode surface in the presence of PSA, resulting in a decrease of ECL signal. The decreased ECL intensity was directly linear to the concentration of PSA in the range from 1.0×10(-10) g/mL to 8.0×10(-9) g/mL with a detection limit of 3.8×10(-11) g/mL. This work demonstrates that the direct transduction of peptide cleavage events into an ECL signal provides a simple and sensitive method for detecting target protein.