组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
精胺（spermidine），样品基质为0.1 M Tris-HCl缓冲液（pH 7.4）
检测原理
该传感器以金电极为基底，混合叠氮基/羟基硫醇SAM提供纳米级界面，dsDNA通过磷酸基与SAM叠氮基的静电作用固定。精胺为多胺类阳离子，加入后与DNA发生静电作用并优先进入小沟结合，使电极表面电活性鸟嘌呤碱基受到空间屏蔽，鸟嘌呤氧化电子转移受阻。差分脉冲伏安法在0.1 M Tris-HCl（pH 7.4）中记录鸟嘌呤氧化峰，精胺浓度升高时峰电流下降。以峰电流变化建立校准曲线，在1.6–70.4 μM范围内线性良好，检出限0.72 μM。结合常数由Log(1/[spermidine])与Log(IDNA-spermidine/(IDNA-IDNA-spermidine))线性关系求得，为1.85×10^5 M^-1。
检测灵敏度
LOD: 0.72 μM；线性范围: 1.6–70.4 μM；r = 0.994
效应效果
传感器稳定性较好：SAM修饰金电极在4℃乙醇溶液中稳定超过3个月，DNA修饰电极在4℃ Tris缓冲液中稳定超过7天。重现性方面，5 μM和50 μM精胺五级重复测定的相对标准偏差分别为2.6%和3.3%。所得结合常数1.85×10^5 M^-1与亲和毛细管电泳报道的1.4×10^5 M^-1一致。与HPLC-MS-MS（LOD 0.04 μM）、HPLC-UV（0.07 μM）、CZE（0.03 μM）、CE（0.01 μM）和IC-IPAD（0.40 μM）相比，本方法LOD为0.72 μM、线性范围1.6–70.4 μM、r=0.994，灵敏度略低但动态范围较宽，且成本低、快速、可在生理pH使用。原文未报告选择性、抗干扰和实际样品加标回收率。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金盘电极（Au，2 mm直径），提供导电基底并作为电化学换能器
- 自组装单分子层修饰层：1-azidohexane 6-thiol与6-mercapto-1-hexanol混合SAM（1:4），形成纳米级有机薄膜，提供叠氮基位点并阻隔电子转移
- 识别元件：双链DNA（dsDNA，calf thymus DNA），通过静电作用固定于SAM叠氮基，作为精胺结合识别元件
- 信号标记物：鸟嘌呤氧化峰（G oxidation peak），作为内源电化学信号标记，无需外加标记物
- 检测介质：0.1 M Tris-HCl缓冲液（pH 7.4），维持生理pH和电化学环境
- 检测仪器：Autolab 30 PGstat电化学工作站及三电极体系（Au工作电极、Pt对电极、Ag/AgCl参比电极），用于DPV信号读出
中文摘要
本文报道一种电化学DNA纳米生物传感器，将双链DNA（dsDNA）固定于由叠氮基和羟基终止硫醇组成的混合自组装单分子层（SAM）修饰金电极上。通过循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）对SAM及DNA修饰金电极进行表征。利用差分脉冲伏安法（DPV）在DNA修饰电极上研究精胺（spermidine）与DNA的相互作用，以鸟嘌呤氧化峰电流的降低作为响应信号。结果表明，精胺与DNA结合后屏蔽电极表面的电活性鸟嘌呤碱基，使氧化峰电流随精胺浓度增加而下降。由DPV得到表观结合常数K为1.85×10^5 M^-1；在1.6–70.4 μM精胺范围内，鸟嘌呤峰电流与浓度呈线性关系，检出限为0.72 μM，相关系数r=0.994。该传感器具有快速、低成本、动态范围较宽、生理pH下易于使用等优点，可用于精胺–DNA相互作用研究和精胺检测。
英文摘要
An electrochemical DNA nano-biosensor is prepared by immobilization of double stranded DNA (dsDNA) onto a mixed self-assembled monolayer (SAM) composed of azide- and hydroxyl-terminated thiols. The SAMs- and dsDNA-modified gold electrodes were characterized by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The interaction of spermidine with DNA was studied by differential pulse voltammetry at the DNA-modified electrode. The decrease in the guanine oxidation peak current was used to study the interaction. The binding constant (K), obtained by differential pulse voltammetry, was 1.85 x 10(5)M(-1). A linear dependence of the guanine peak currents was observed in the range of 1.6-70.4 microM spermidine, with a detection limit of 0.72 microM and r=0.994 by using differential pulse voltammetry.