组成图示
示意图生成中
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
人乙型肝炎病毒（HBV）、乙型肝炎表面抗原（HBsAg）相关标志物、抗HBs（anti-HBs）；样品基质：未处理人血、血清、血浆
检测原理
该传感器以CNT–DNA糊电极为基底，将牛IgG固定于DNA连接CNT表面形成BIDCE。当含HBV/HBsAg相关标志物的人血、血清或血浆与电极接触时，牛IgG与目标物发生识别结合，改变CNT–DNA–IgG界面的电子转移状态。在−1.3 V富集电位下富集100 s后，采用方波溶出伏安法或循环伏安法进行溶出扫描，界面氧化还原反应产生阳极峰电流。目标物浓度越高，结合量越大，峰电流越强，从而在0.035–0.242 mg/mL抗牛IgG和0.5–3.0 μL−1血浆范围内呈线性响应。方法未使用PCR或酶催化放大，主要依靠CNT导电/催化性能、DNA连接界面和电位富集增强信号。
检测灵敏度
线性范围: 0.035–0.242 mg/mL anti-bovine IgG；灵敏度斜率: Δx/Δy = 132.79；R^2 = 0.9856；线性范围: 0.5–3.0 μL−1 HBV plasma；灵敏度斜率: 0.2667；线性方程: y = 0.2667x + 0.9312；R^2 = 0.9992
效应效果
在优化条件下，0.1 mL阳性血浆连续15次溶出峰电流为1.951×10−7至1.651×10−7 A，RSD=0.08；摘要报告0.2 mL HBV在0.035–0.242 mg/mL抗牛IgG范围内RSD=0.04（n=4）。干扰试验中，色氨酸、组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、酪氨酸、亮氨酸、甘氨酸的干扰分别为−5.87%、−72.07%、26.71%、294.97%、96.05%、−40.29%、−36.56%，赖氨酸干扰显著。作者未报告与ELISA、qPCR等方法的直接对比，但主张该传感器可用于未处理人血直接检测、实时医学诊断和体内监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：碳纳米管（CNT）/DNA/矿物油混合糊状工作电极，CNT提供导电与催化界面，DNA用于连接，矿物油作糊剂
- 修饰层：DNA连接碳纳米管（DCE）层，通过循环伏安扫描将小牛胸腺DNA固定/连接于CNT糊电极表面
- 识别元件：牛免疫球蛋白G（bovine IgG, BI）层，通过循环伏安扫描固定于DCE表面，形成BIDCE，用于识别HBV相关抗原/抗体
- 参比电极：氯化银线（Ag/AgCl/KCl），提供稳定电位参考
- 对电极：铂线（Pt），完成三电极伏安回路
- 电解液：0.1 M NH4H2PO4或0.1 M H3PO4缓冲液，提供离子导电环境
- 信号标记物：无明确外源标记物；信号来自CNT–DNA–IgG与HBV结合后的界面电子反应
中文摘要
本研究旨在利用伏安传感器建立人乙型肝炎病毒（HBV）的有效生物检测方法。作者制备了将牛免疫球蛋白G（bovine IgG）固定于DNA连接碳纳米管电极（BIDCE）上的工作电极，并通过方波溶出伏安法（SW）和循环伏安法（CV）优化分析条件。优化得到的参数为：方波频率75 Hz、方波振幅0.1 V、富集电位−1.3 V、富集时间100 s、增量电位3.0 mV。在0.035–0.242 mg/mL抗牛IgG工作范围内，0.2 mL HBV样品的相对标准偏差为0.04（n=4）。研究通过直接检测未处理人血中的HBV完成诊断应用，表明该传感器可用于HBV感染的快速、简便检测。
英文摘要
OBJECTIVES: To identify an effective bioassay for human hepatitis B virus (HBV) using voltammetric sensor.
STUDY DESIGN: Electrode was prepared with bovine IgG immobilized onto a DNA-linked carbon nanotube electrode (BIDCE). Analytical BIDCE conditions were optimized through square wave (SW) stripping and cyclic voltammetry (CV).
RESULTS: Optimum parameters of 75 Hz SW frequency, 0.1 V SW amplitude, -1.3 V SW accumulation potential, 100 s accumulation time, and 3.0 mV SW increment potential were obtained. Within working ranges of 0.035-0.242 mg/mL anti-bovine IgG, the relative standard deviation of 0.2 mL HBV was observed to be 0.04 (n=4).
CONCLUSIONS: Diagnostic application was performed through direct assay of HBV in non-treated human blood.