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
CML b3a2型BCR/ABL相关18碱基DNA序列（CML-related 18-base DNA, BCR/ABL Type b3a2）；样品基质：TE/Tris–HCl缓冲液中的合成寡核苷酸溶液（非临床样品）
检测原理
玻璃碳电极经氧化处理后，利用EDC/NHS将18碱基ssDNA探针共价固定于电极表面。当溶液中的CML相关互补DNA（cDNA）与探针杂交时，电极表面形成dsDNA。亚甲基蓝（MB）作为杂交指示剂，可嵌入DNA并与鸟嘌呤相互作用，在DPV中产生还原峰。ssDNA状态下MB结合/嵌入较多，峰电流较高；杂交形成dsDNA后，双螺旋结构对MB嵌入产生空间位阻，MB还原峰电流下降。靶标浓度升高使更多探针杂交，峰电流下降幅度增大，直至表面探针饱和。非互补或单碱基错配序列不能形成完整杂交，MB信号变化较小，从而实现序列特异性检测。
检测灵敏度
LOD: 5.9 × 10−8 M；线性范围: 1.25 × 10−7–6.75 × 10−7 M；R^2 = 0.9951
效应效果
该传感器具有序列特异性：与非互补序列作用后MB还原峰电流无显著变化，而与互补序列杂交后峰电流明显下降；对单碱基错配序列可产生明显高于互补序列的MB信号，表明能区分单碱基错配。重现性方面，裸GCE、ssDNA-GCE、dsDNA-GCE、单碱基错配检测和非互补序列检测的相对标准偏差分别为3.90%、4.75%、6.18%、7.98%和9.85%。最佳条件为20 μM MB积累5 min、45 ℃杂交30 min。文中未报告实际临床样品加标回收率，也未与ELISA、HPLC或qPCR等方法直接对比。作者认为该方法简单、灵敏、快速，有望用于CML的早期诊断和监测。
传感器的构成
- 基底/换能器：玻璃碳电极（GCE，3 mm）作为工作电极，铂丝辅助电极和Ag/AgCl参比电极，用于差分脉冲伏安法（DPV）信号读出。
- 电极预处理层：氧化铝抛光并在50 mM磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.4）中0.5 V氧化1 min，提高GCE表面反应性。
- 共价连接层：N-(3-二甲氨基)丙基-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）与N-羟基磺基丁二酰亚胺（NHS）形成活性酯，用于将DNA碱基氨基共价连接到电极表面。
- 识别元件：18碱基单链DNA探针（ssDNA，5′-NH3 AGA GTT CAA AAG CCC TTC-3′）共价固定于GCE，用于特异性识别CML相关互补DNA。
- 被测物：18碱基互补DNA（cDNA，5′-GAA GGG CTT TTG AAC TCT-3′），代表CML b3a2型BCR/ABL相关短DNA片段，在溶液中与探针杂交。
- 信号标记物：亚甲基蓝（MB），作为杂交指示剂嵌入DNA并与鸟嘌呤相互作用，其DPV还原峰电流反映ssDNA/dsDNA状态。
- 杂交/测量介质：20 mM Tris–HCl缓冲液（pH 7.00）用于杂交和MB积累，醋酸缓冲液（pH 4.80，含20 mM NaCl）用于DPV测量。
中文摘要
报道了一种以亚甲基蓝（MB）为杂交指示剂、用于伏安法检测与慢性粒细胞白血病（CML，b3a2型）相关的18碱基DNA序列的电化学生物传感器。利用N-羟基磺基丁二酰亚胺（NHS）和N-(3-二甲氨基)丙基-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC），通过DNA碱基上的氨基将单链DNA（ssDNA）共价固定于玻璃碳电极（GCE）表面。固定化的ssDNA可与溶液中的互补DNA（cDNA）选择性杂交，在电极表面形成双链DNA（dsDNA）。杂交后MB与DNA的相互作用发生变化，其差分脉冲伏安法（DPV）还原峰电流随之改变，可用于监测CML相关DNA序列的识别。对照实验表明，非互补DNA序列不能引起显著峰电流变化，说明方法具有序列特异性。在优化条件下，传感器对CML DNA序列的线性范围为1.25×10−7至6.75×10−7 M，检出限为5.9×10−8 M。
英文摘要
A novel assay for the voltammetric detection of 18-bases DNA sequences relating to Chronic Myelogenous Leukemia (CML, Type b3a2) using methylene blue (MB) as the hybridization indicator was reported. DNA was covalently attached onto a glassy carbon electrode (GCE) through amines of the DNA bases using N-hydroxysulfosuccinimide (NHS) and N-(3-dimethylamion)propyl-N'-ethyl carbodiimidehydrochloride (EDC). The covalently immobilized single-stranded DNA (ssDNA) could selectively hybridize with its complementary DNA (cDNA) in solution to form double-stranded DNA (dsDNA) on the surface. A significant increase of the peak current for methylene blue upon the hybridization of immobilized ssDNA with cDNA in the solution was observed. This peak current change was used to monitor the recognition of CML DNA sequence. This electrochemical approach is sequence specific as indicated by the control experiments in which no peak current change was observed if a non-complementary DNA sequence was used. Factors, such as DNA target concentration and hybridization conditions determining the sensitivity of the electrochemical assay were investigated. Under optimal conditions, this sensor has a good calibration range between 1.25x10(-7) and 6.75x10(-7)M, with CML DNA sequence detection limit of 5.9x10(-8)M.