电化学生物传感器利用两条互补核酸链形成双螺旋的固有特性，通过杂交反应的特异性检测目标 DNA 序列，并有望用于即时检测设备。自 20 世纪 90 年代初以来，该领域取得显著进展，但仍存在诸多挑战。本章面向新进入该领域的研究者，介绍电化学生物传感器的组成，重点讨论基于嵌入剂的 DNA 生物传感器。文中以结构明确的电活性 DNA 嵌入剂...
本文报道了一种基于银纳米颗粒/聚(反式-3-(3-吡啶基)丙烯酸)（PPAA）/羧基多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）修饰玻碳电极（GCE）的电化学DNA传感器。首先将MWCNTs-COOH滴涂于GCE表面，再经循环伏安法电聚合PAA形成复合膜，随后在复合膜上电沉积银纳米颗粒。5′端巯基单链DNA探针通过硫-银相互作用共价固定于...
本文报道了一种基于氧化锆修饰碳糊电极的简单、可抛光且可再生的DNA生物传感器。将氧化锆（ZrO2）与石墨粉和石蜡混合制成碳糊，优化组成为56%石墨粉、19% ZrO2和25%石蜡。带有5′-磷酸末端的寡核苷酸探针通过ZrO2对磷酸基团的强亲和力固定在电极表面。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法，以亚甲基蓝（MB）为指示剂表征DNA固定和...
本文合成并表征了一种锰(II)席夫碱配合物 MnL（L = 钠(E)-3-((1-羧乙亚氨基)甲基)-4-羟基苯磺酸盐），采用元素分析和红外光谱确认其结构。循环伏安法和荧光光谱研究表明，MnL 在玻璃碳电极上具有较高电化学活性，并能嵌入双链 DNA 双螺旋结构中。以 MnL 作为杂交指示剂，作者构建了基于羧基功能化多壁碳纳米管（MW...
本研究采用激光光烧蚀聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）柔性介电有机聚合物，设计了一种用于 DNA 检测的微型化电声生物传感器芯片。该微芯片由 100 μm 厚 PET 层构成，一侧在光烧蚀微通道中制备两条微带电极，另一侧为凹陷的光烧蚀圆盘并溅射镀金。在两电极间施加电信号时，微电极/PET/金层界面处形成约 30 MHz 的电声共振。共振...
本文综述了过渡金属配合物与DNA相互作用及其在电化学DNA生物传感器中的应用，重点讨论其作为杂交指示剂或DNA电活性标记物的作用机制。文章系统介绍了Ru(II)、Cu(II)、Cd(II)、Co(II)、Os(II)等过渡金属配合物与DNA的结合模式，包括嵌入、沟槽结合和静电作用，并比较了不同配体结构对结合常数、手性识别、DNA切割...
本研究合成了一种新型 Cu(II) 配合物 CuL2Br2（L = azino-di(5,6-azafluorene)-κ2-NN′），并提出一种基于其与 [CuL2]2+ 相互作用的电化学探针方法，用于检测乙型肝炎病毒（HBV）DNA。该配体含有官能团和平面芳环结构，能够比单链 DNA（ssDNA）更高效地结合双链 DNA（dsD...
本文报道了一种用于生物传感器应用的新型三维叉指电极阵列（IDEA）换能器，其电极指之间由绝缘屏障分隔。当分子结合到换能器的化学修饰表面时，会引起两电极之间电导的显著变化。与标准平面IDEA设计相比，该三维传感器表现出明显性能提升。作者验证了该器件作为传感换能器检测免疫化学反应、酶反应以及DNA杂交事件的潜力。所构建的免疫传感器可在缓...
本文报道了一种基于硼掺杂金刚石（BDD）电极的电化学生物传感器，采用交流阻抗法根据DNA杂交事件区分不同基因序列。将BDD电极浸入1%聚乙烯亚胺（PEI）溶液，使其表面吸附一层带正电荷的PEI薄膜，再利用静电作用固定人p53基因外显子7的带负电荷单链PCR片段。在磷酸盐缓冲液（PBS）中先进行交流阻抗测量，再暴露于单链DNA（ssD...
本文报道了一种基于核酸薄膜水合诱导张力的无标记DNA杂交检测方法。作者将硫醇修饰的单链DNA探针自组装到硅微悬臂梁金表面，形成致密单分子层，并在可控湿度环境中测量水分子吸附引起单分子层张力变化所导致的悬臂梁弯曲。结果表明，水合过程可显著改变DNA单分子层的表面应力，且当探针与互补或含单个错配碱基的单链DNA靶标杂交后，水合诱导的张力...
本文报道了一种无需纯化和预处理即可直接、快速电化学检测聚合酶链反应（PCR）扩增人白细胞介素-2（IL-2）编码DNA（399 bp）的方法。将20-mer寡核苷酸探针chIL-2固定于铅笔石墨电极（PGE）表面，该探针与人IL-2基因反义链互补。采用阳离子差分脉冲伏安法（ADPV）基于鸟嘌呤氧化信号检测杂交事件。通过优化电极预处理...
本文报道了一种基于肽核酸（PNA）探针的无标记电化学杂交生物传感器。PNA 探针通过 EDC/NHS 介导的酰胺化反应共价连接到含醌基的电活性导电聚合物 poly(JUG-co-JUGA) 修饰的玻璃碳电极表面。单链 PNA 具有柔性，与互补 DNA 杂交后形成刚性双链，并因目标 DNA 带负电而改变聚合物–溶液界面的电荷分布与局部...
本文合成了镉(II)-莫林（morin）配合物 Cd(C15H9O7)2·2H2O（Cd(L2)），并在玻璃碳电极（GCE）上用电化学方法研究其与双链鲑鱼精DNA（dsDNA）的相互作用。结果表明，具有较高电化学活性的 Cd(L2) 可嵌入双螺旋DNA中；按Hill协同结合模型计算，其结合化学计量系数为1.761，平衡解离常数为2....
本文合成了一种新型吖啶酮衍生物2-硝基吖啶酮（NAD），发现其在玻璃碳电极（GCE）上具有优良电化学活性，在0.051 V和0.103 V处呈现可逆氧化还原峰。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了NAD与鲑鱼精DNA的相互作用，在pH 4.0磷酸盐缓冲液中，NAD与DNA的结合比为2:1，结合常数为3.19×10^5 L/mol。在...
本研究在玻璃碳电极（GCE）表面构建金纳米颗粒/聚苯胺纳米管复合膜（Au/nanoPAN/GCE），用于DNA固定与杂交的电化学传感。通过循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）和电化学阻抗谱（EIS）系统研究了该复合膜的性质以及DNA固定和杂交特征。金纳米颗粒与聚苯胺纳米管的协同作用可显著提高DNA杂交识别的灵敏度。该传感器利...
DNA探针的固定化是DNA生物传感器开发中的关键步骤。混合DNA/烷硫醇自组装膜常被用于将DNA探针共价偶联到传感器表面，但引入间隔基以增加特定DNA序列与表面距离的效果很少被系统评估。本研究旨在评价多种间隔基，并考察其对灵敏度、重现性等性能的影响。除常用的巯基己基（C6）间隔基外，还选择了更长的巯基十一烷基（C11）间隔基，并研究...
本文报道了一种用于检测编码草铵膦除草剂抗性的bar基因的电化学生物传感器。该传感器以碳糊电极为基底，外层掺入硬脂酸提供羧基，通过EDC和NHS活化后，利用乙二胺将特异性19-mer单链DNA探针经5′-磷酸端共价固定于电极表面。样品中与bar基因互补的DNA片段与探针杂交形成双链DNA。杂交事件通过三(2,2′-联吡啶)钴(III)...
α-地中海贫血的DNA诊断通常依赖聚合酶链反应（PCR）和凝胶电泳。本研究建立了一种用于检测并区分东南亚型（SEA）α-地中海贫血单倍型的新方法，将三引物PCR系统与固定单一寡核苷酸探针的DNA压电生物传感器相结合。从基因组DNA扩增的PCR产物直接通过固定单一寡核苷酸探针的石英晶体微天平（QCM）进行区分。正常α-珠蛋白、SEA ...
本文报道了一种基于硫化铅（PbS）纳米颗粒标记寡核苷酸的电化学生物传感器，用于检测花椰菜花叶病毒（CaMV）35S启动子基因序列。PbS纳米颗粒在水相中合成，并用巯基乙酸（MAA）修饰，使其表面暴露羧基，再通过EDC/NHS偶联反应与5'-氨基标记的CaMV 35S探针寡核苷酸共价连接。目标DNA序列通过MAA自组装金电极表面羧基与...
本文采用循环伏安法、差分脉冲伏安法和紫外-可见光谱法，系统研究了芦荟大黄素（AE）与鲑鱼精DNA在0.1 M Tris–HCl缓冲液（pH 4.4）中及DNA修饰玻璃碳电极（GCE）表面的相互作用。AE在GCE上具有良好电化学活性，呈现一对氧化还原峰。作者提出AE可嵌入DNA链中形成非电活性复合物，导致其还原峰电流下降。AE在ssD...