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
甲胎蛋白（α-fetoprotein, AFP）；样品基质：人血清（clinical sera）
检测原理
该传感器采用夹心免疫分析。电极表面金纳米颗粒上通过TGA自组装层和EDC/NHS活化共价固定抗AFP单克隆抗体。样品中的AFP与固定抗体特异性结合后，再加入HRP标记的多克隆抗人AFP抗体，形成HRP-anti-AFP/AFP/anti-AFP复合物。在0.1 M PBS（pH 7.5）中加入OAP和H2O2，HRP催化OAP氧化生成电活性产物，在差分脉冲伏安法下形成电流峰。AFP浓度越高，电极表面结合的HRP越多，催化产生的DPV电流越大。金纳米颗粒提高电极导电性和有效面积，室温离子液体增强碳糊电极导电性，从而放大电流响应。
检测灵敏度
LOD: 0.25 ng mL−1；线性范围: 0.50–80.00 ng mL−1；灵敏度斜率: 0.1655×10^-4 A/(ng mL^-1)；相关系数: 0.9948；回归方程: Δi (10^-4 A) = 0.1655C (ng mL^-1) + 2.1453
效应效果
该传感器在1.0 ng/mL AFP的11次重复测量中RSD为2.3%，重现性良好。选择性测试中，L-谷氨酸（1 μg/mL）、BSA（10 μg/mL）、血红蛋白（140 μg/mL）和D-葡萄糖（1 μg/mL）对50 ng/mL AFP检测的相对响应分别为0.9974、0.9743、1.003和0.9865，干扰可忽略。4°C保存5天后响应保留96%，两周后保留90%，稳定性较好。与人血清ELISA结果比较，回归方程为Y=0.9722X+0.3685（n=7，r=0.9933）；3份血清样品测定值分别为283.4、13.76、162.5 ng/mL，相对偏差为7.2%、-7.7%、6.7%。作者认为该方法简便、灵敏，可作为肝癌标志物临床检测的替代方法。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：石墨粉（graphite powder）、室温离子液体N-丁基吡啶六氟磷酸盐（BPPF6）与石蜡（paraffin）混合制成碳糊电极（CILE），铜线（Cu wire）提供导电通路
- 纳米材料修饰层：金纳米颗粒（nano-Au）在CILE表面电沉积，提高导电性、增大有效面积并固定抗体
- 自组装界面层：硫代乙醇酸（TGA）自组装单分子层，提供羧基并经EDC/NHS活化后共价固定抗体
- 识别元件：抗AFP单克隆抗体（AFP-McAb/anti-AFP），特异性捕获AFP
- 封闭剂：牛血清白蛋白（BSA），封闭未反应TGA活化基团，减少非特异吸附
- 信号标记物：HRP标记多克隆抗人AFP抗体（HRP-labeled anti-AFP），夹心结合后提供HRP催化位点
- 底物/电子供体：邻氨基苯酚（OAP）与过氧化氢（H2O2），HRP催化OAP氧化产生电活性信号
- 信号读出：差分脉冲伏安法（DPV），在0.1 M PBS（pH 7.5）中读取电流峰
中文摘要
本文报道了一种用于快速检测甲胎蛋白（AFP）的新型高效电化学免疫传感器。该传感器以室温离子液体N-丁基吡啶六氟磷酸盐（BPPF6）与石墨粉混合制备的碳糊电极（CPE）为基础，并在电极表面电沉积金纳米颗粒（nano-Au）以固定抗AFP抗体（anti-AFP）。检测采用夹心免疫分析策略：待测AFP先与电极表面固定的anti-AFP结合，再与辣根过氧化物酶（HRP）标记的多克隆抗人AFP抗体结合，形成HRP-anti-AFP/AFP/anti-AFP免疫复合物。在含邻氨基苯酚（OAP）和H2O2的缓冲液中，HRP催化OAP氧化产生差分脉冲伏安法（DPV）电流信号，信号强度随AFP浓度增加而增强。实验结果表明，AFP在0.50–80.00 ng/mL范围内呈良好线性，检出限为0.25 ng/mL。该免疫传感器具有灵敏度高、稳定性好、制备简便等优点，有望用于AFP的临床检测。
英文摘要
A novel and effective electrochemical immunosensor for the rapid determination of alpha-fetoprotein (AFP) based on carbon paste electrode (CPE) consisting of room temperature ionic liquid (RTIL) N-butylpyridinium hexafluorophosphate (BPPF(6)) and graphite. The surface of the CPE was modified with gold nanoparticles for the immobilization of the alpha-fetoprotein antibody (anti-AFP). By sandwiching the antigen between anti-AFP on the CPE modified with gold nanoparticles and the secondary antibody, polyclonal anti-human-AFP labeled with horseradish peroxidase (HRP-labeled anti-AFP), the immunoassay was established. The concentration of AFP was determined based on differential pulse voltammetry (DPV) signal, which was generated in the reaction between O-aminophenol (OAP) and H(2)O(2) catalyzed by HRP labeled on the sandwich immunosensor. AFP concentration could be measured in a linear range of 0.50-80.00 ng mL(-1) with a detection limit of 0.25 ng mL(-1). The immunosensor exhibited high sensitivity and good stability, and would be valuable for clinical assay of AFP.