袁 若

（西南大學，發(fā)光與實時分析教育部重點實驗室，重慶400715）

電化學生物傳感器是由生物體成分或生物體本身作為分子識別元件，電極作為信號轉換器，以電勢、電流等為特征檢測信號的傳感器。它集特異結合、信號產生、信號檢測為一體，具有選擇性好、結構緊湊、使用方便、靈敏度高、成本低、能微型化等特點。目前，電化學生物傳感器已廣泛應用于臨床診斷等領域。

在構建電化學生物傳感器過程中，增強電化學響應信號，提高電化學生物傳感器靈敏度，快速檢測痕量目標物已成為廣大研究者關注熱點。其中，基于納米材料及生物催化放大電化學響應信號的電化學生物傳感器研究尤其受到人們的廣泛關注。納米材料具有大的比表面積，可以大大增加目標物探針、氧化還原探針或者酶的固載量，一定程度上放大電化學響應信號或生物催化效率，提高了電化學生物傳感器靈敏度。

近年來，該文課題組基于納米材料及生物催化放大電化學響應信號制備了多種電化學生物傳感器。主要可以分為以下幾個方面：(1)制備功能化的成膜材料作為固載基質構建直接法電化學免疫傳感器或適體傳感器[1～4]。如制備成膜性好的CoFe2O4/SiO2、NiFe2O4/SiO2及二茂鐵標記的苯四甲酸二酐多孔復合納米材料（PTC-Fc）等。(2)制備多種功能化的納米材料并結合單酶、雙酶或生物素/親和素標記放大電化學響應信號構建直接法電化學免疫傳感器或適體傳感器[5～9]。如以BSA為固酶基質，通過交聯(lián)作用固載辣根過氧化物酶（HRP）以提高酶膜的穩(wěn)定性，基于聯(lián)吡啶鈷(Co(bpy)33+)與BSA之間的靜電作用和疏水作用，將Co(bpy)33+引入BSA-HRP復合膜中形成具有電化學活性和生物相容性的復合基質。固載抗體后使用HRP封閉免疫電極上的非特異性吸附位點，并同時利用HRP的生物催化放大作用放大響應電流信號，進而提高免疫傳感器的靈敏度。(3)制備多種功能化的納米材料并結合單酶、雙酶或生物素/親和素標記二抗放大電化學響應信號構建夾心式電化學免疫傳感器和適體傳感器[10～20]。如構建以磁性納米顆粒Fe3O4為核，普魯士藍(PB)為中間層并作為電活性物質，Au為外殼的多層結構的功能化磁性納米顆粒 (Au-PBFe3O4)。將HRP、葡萄糖氧化酶(GOD)和蛋白二抗同時標記到該納米粒子表面。借助生物標記的三層納米粒子的多重電化學催化作用顯著放大響應電流信號，構建了超靈敏易再生的電化學免疫傳感器。

在臨床診斷過程中，單種腫瘤標志物或小分子含量往往不能作為某種疾病判斷的依據(jù)。因此，多組分同時檢測疾病標志物對正確判斷某種疾病的發(fā)生有著極其重要的意義。多組分同時檢測可以有效的縮短樣品制作時間和檢測時間、減少樣品消耗量、提高檢測效率以及降低測試成本等。該文課題組在對傳感器的電化學行為研究的基礎上，開展了一系列電化學生物傳感器的研究并實現(xiàn)了在同一界面對多種目標物同時定量檢測[21～25]。圖1為酶及納米粒子標記二抗用于同一界面同時檢測三種蛋白質（AFP、AFP-L3和APT）電化學免疫傳感器制備及檢測原理示意圖。

圖1 同一界面同時檢測三種蛋白質電化學免疫傳感器制備及檢測原理示意圖

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