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
腺苷（adenosine）；样品基质：人血清、缓冲液
检测原理
金电极表面电沉积AuNPs增大面积，巯基化捕获探针经硫-金键固定，MCH封闭取向。连接DNA一端与捕获探针杂交，另一端与负载AuNPs的报告探针杂交，形成三明治结构；连接DNA含抗腺苷适配体序列。加入腺苷后，适配体优先与腺苷结合并折叠成适配体-靶标复合物，使连接DNA与报告探针间杂交不稳定，报告探针连同AuNPs从电极释放。由于单个AuNP负载数百条报告DNA，释放造成界面DNA量显著下降。随后在含[Ru(NH3)6]3+的Tris-HCl溶液中，该阳离子通过静电作用结合DNA磷酸骨架，其循环伏安还原峰电流与表面DNA量成正比；腺苷浓度越高，释放的报告探针越多，峰电流降低越大，实现电化学检测。
检测灵敏度
LOD: 1.8 × 10-10 M；线性范围: 5.0 × 10-10–4.0 × 10-9 M；灵敏度斜率: 0.0152 µA/(10^-10 M)；相关系数: 0.9982
效应效果
该传感器对腺苷具有良好选择性，4.0 nM胞苷和尿苷不引起明显CV响应变化；K+浓度低于4.0×10^-4 M时干扰可忽略，人血清稀释1000倍后K+约5.1×10^-6 M，不影响检测。pH 5.0–9.0范围内信号稳定，选择pH 7.4。实际人血清样品稀释1000倍后检测，9个样本与HPLC结果线性相关，回归方程y=1.0409x-0.0089，r=0.9943；适配体法RSD为3.4%–6.7%，HPLC法RSD为3.2%–5.5%。其LOD较无标记无试剂适配体传感器低10000倍，较金纳米颗粒聚集比色法低6个数量级以上，较二茂铁标记适配体探针低100倍。作者认为该法可用于临床检测。
传感器的构成
- 基底/工作电极：金电极（Au electrode），经抛光、硫酸-过氧化氢混合液及电化学处理，作为换能器与导电基底。
- 纳米修饰层：电沉积金纳米颗粒（AuNPs），增大电极有效面积并增强探针固定量。
- 捕获探针层：3′-巯基化捕获探针（capture probe/probe 1，含-(CH2)6-SH），通过硫-金亲和固定于AuNPs/Au表面。
- 封闭/取向层：6-巯基-1-己醇（MCH），封闭非特异位点并使DNA单分子层取向。
- 识别/连接元件：连接DNA（linker DNA，44 nt，含抗腺苷适配体序列及与捕获探针和报告探针互补区），介导适配体结构转换。
- 信号报告元件：5′-巯基化报告探针（reporter probe/probe 2）负载于AuNPs，形成DNA-AuNP复合物，提供信号放大。
- 电化学指示剂：六氨合钌(III) [Ru(NH3)6]3+，静电结合DNA磷酸骨架，作为表面限制氧化还原信号标记。
中文摘要
本研究基于适配体从DNA/DNA双链向DNA/靶标复合物的结构转换，开发了一种用于小分子高灵敏检测的电化学传感策略。首先用金纳米颗粒（AuNPs）修饰金电极，并通过硫-金亲和作用将巯基化捕获探针固定于电极表面。随后采用“三明治”策略，使用含抗腺苷适配体序列的连接DNA和负载于AuNPs上的报告DNA。当存在腺苷时，适配体部分与腺苷结合并折叠成复合物结构，导致报告探针连同AuNPs释放到溶液中，使峰电流降低。借助AuNPs的增强效应，腺苷检出限低至1.8×10^-10 M。该传感器对其他核苷具有优异选择性，可用于真实人血清样品中腺苷的检测。
英文摘要
In the present study, an electrochemical sensing strategy for highly sensitive detection of small molecules was developed based on switching structures of aptamers from DNA/DNA duplex to DNA/target complex. A gold electrode was first modified with gold nanoparticles (AuNPs), and thiolated capture probe was immobilized onto the electrode via sulfur-gold affinity. Then, a "sandwich-type" strategy was employed, which involved a linker DNA containing antiadenosine aptamer sequence and reporter DNA loaded on AuNPs. In the presence of adenosine, the aptamer part bound with adenosine and folded to the complex structure. As a result, the reporter probes together with AuNPs were released into solution and reduced a decrease in peak current. With the enhancement effect of AuNPs, a detection limit as low as 1.8 x 10(-10) M for adenosine was achieved. The sensor exhibited excellent selectivity against other nucleosides and could be used to detect adenosine from real human serum samples.