張松柏，胡霞，沈廣宇，陳瑤，孫琴利，陽明輝，沈國勵，俞汝勤

（1.湖南文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，湖南常德415000）

（2.中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南長沙410083）

（3.湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南長沙410082）

0 引言

1990年，Szostak（2009年生理學(xué)或醫(yī)學(xué)諾貝爾獎獲得者）研究組篩選了能特異性結(jié)合小分子有機(jī)染料的RNA片段[1]，他們發(fā)現(xiàn)通過體外篩選獲得的這些核酸能夠通過自身特有的空間構(gòu)型和結(jié)構(gòu)與其他分子相互作用。該研究組將這些具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的核酸片段命名為核酸適體（aptamer，也稱核酸適配子或核酸識體）。

核酸適體是指通過SELEX（systematic evolution of ligands by exponential enrichment,配體指數(shù)富集系統(tǒng)進(jìn)化）技術(shù)從人工合成的DNA/RNA文庫中進(jìn)行體外篩選得到的能與目標(biāo)分子高親和力高特異性地結(jié)合的單鏈寡核苷酸。它們通過范德華力、氫鍵和疏水作用等分子間作用力形成特殊的三維空間結(jié)構(gòu)（如G四鏈體、發(fā)夾、凸環(huán)、假節(jié)等）以特異性地識別目標(biāo)分子。

作為一種新型分子識別元件，核酸適體相對于抗體來說具有諸多優(yōu)勢：（1）高親和性和高特異性，適體能夠分辨出靶分子結(jié)構(gòu)上細(xì)微的差別，甚至可以區(qū)分一個基團(tuán)的區(qū)別，也能將突變體、鏡像體區(qū)分開，其特異性完全可以與抗體媲美甚至要強(qiáng)于抗體；（2）作用的靶分子范圍更廣，從單一蛋白、生長因子、細(xì)胞黏附分子等較大的蛋白質(zhì)分子，到復(fù)雜的完整細(xì)胞、病毒顆粒、細(xì)菌以及小分子等均可作為靶分子；（3）篩選周期短，篩選過程自動化；（4）易于合成，而且其合成制備過程是在體外進(jìn)行；（5）穩(wěn)定性好，可長期保存，在常溫下運(yùn)輸；（6）無免疫原性，可在體內(nèi)反復(fù)使用；（7）易于修飾和標(biāo)記，且基于適體探針容易設(shè)計信號放大策略，應(yīng)用靈活。

鑒于這些抗體無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，核酸適體自其發(fā)現(xiàn)以來已經(jīng)引起了科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注[2～5]并在近年來被頻繁地研究用于各種靶分子的檢測[6～12]。所建立的分析方法主要包括兩個大類，即光學(xué)檢測[13～16]和電化學(xué)檢測[17～23]，該文主要對近年來報道的基于電化學(xué)分析方法的核酸適體生物傳感器做歸納性介紹。

1 電化學(xué)適體傳感器簡介

電化學(xué)傳感技術(shù)是應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的傳感分析方法，具有檢測成本低、分析速度快、靈敏度高、操作方便、易于實(shí)現(xiàn)自動化和實(shí)時監(jiān)測等顯著優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)適體傳感器是指以核酸適體作為分子識別元件，根據(jù)適體與目標(biāo)分析物配體結(jié)合前后電化學(xué)信號的變化來進(jìn)行分析檢測的電化學(xué)生物傳感器。將適體識別元件與各種電化學(xué)轉(zhuǎn)換器相結(jié)合構(gòu)建的新一代電化學(xué)適體傳感器，由于結(jié)合了適體和電化學(xué)分析方法兩方面的優(yōu)點(diǎn)，成為了近幾年來的一個研究熱點(diǎn)。

電化學(xué)適體傳感器實(shí)際上就是在電化學(xué)免疫傳感器基礎(chǔ)上建立和發(fā)展的，只不過是將免疫傳感器中的抗原抗體識別轉(zhuǎn)換成核酸適體的特異性識別。因此，電化學(xué)免疫傳感器中的很多固定化方法同樣適用于電化學(xué)適體傳感器，例如自組裝法[24～25]、共價交聯(lián)法[26]、親和吸附法[27]等。所用到的工作電極涉及金電極[24～26]、玻碳電極[28]、ITO銦錫氧化物電極[29]以及陣列電極[30]等。

電化學(xué)適體傳感器的分類方法較多：按照檢測方法的類型分類可以分為電流型、電阻型、電位型等，其中以電流型研究較多，而電流型電化學(xué)適體傳感器又包括循環(huán)伏安法[31～32]、交流伏安法[19]、差示脈沖伏安法[26,33]、溶出伏安法[34]和方波伏安法[20]等；按照傳感方案設(shè)計過程中有沒有對核酸進(jìn)行標(biāo)記可以分為標(biāo)記型和非標(biāo)記型，其中以標(biāo)記型研究較多；按照傳感器信號變化方式可以分為signal-on型和signal-off型，其中以signal-on型研究較多。從本質(zhì)上來說，基于核酸適體的生物傳感策略設(shè)計的基本原理一般都建立在適體探針結(jié)合靶分子后引起構(gòu)型轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致待測信號的變化以實(shí)現(xiàn)對靶分子的特異性分析，這種信號變化要么是隨著靶分子的濃度增大信號增強(qiáng)（即signal-on），要么是隨著靶分子的濃度增大信號減弱（即signal-off）。因此，該文主要從傳感器檢測信號變化方式上對電化學(xué)適體傳感器進(jìn)行分類整理和歸納分析。

2 signal-on型電化學(xué)適體傳感器

Signal-on型電化學(xué)適體傳感器主要是指適體探針與目標(biāo)分子反應(yīng)后，傳感器的檢測信號隨著目標(biāo)分子的濃度增大而增強(qiáng)。其檢測信號的生成按照有無標(biāo)記物又可以分為signal-on標(biāo)記型和signal-on非標(biāo)記型。

2.1 signal-on標(biāo)記型

該類型電化學(xué)適體傳感器的設(shè)計原理一般是基于適體探針與目標(biāo)分子反應(yīng)后，隨著目標(biāo)分子濃度的增大結(jié)合到電極表面的標(biāo)記信號探針越來越多，或者是標(biāo)記的電活性物質(zhì)由遠(yuǎn)離電極表面變成靠近電極表面。所使用的標(biāo)記物可以是氧化還原電活性小分子、酶以及納米材料等。

2.1.1 信號探針數(shù)量增多

圖1 幾種基于信號探針數(shù)量增多的signal-on標(biāo)記型電化學(xué)適體傳感器設(shè)計方案Fig.1 Several design strategies for signal-on and labeled electrochemical aptasensors based on increase of signal probes

目標(biāo)分子濃度增大導(dǎo)致反應(yīng)到電極表面的信號探針分子也越多，這是signal-on型電化學(xué)適體傳感器最基本的一個設(shè)計原理。以標(biāo)記物納米材料為例，Numnuam等[35]利用CdS量子點(diǎn)作為標(biāo)記物修飾凝血酶的適體探針，通過“三明治”夾心法構(gòu)建電位型適體傳感器，在200 μL的樣品中能檢測出28 fmol的凝血酶。該傳感方案如圖1A所示（該文所用圖片均已獲授權(quán)），金電極表面固定巰基修飾的凝血酶適體探針，樣品中含有的凝血酶越多，則通過夾心法反應(yīng)的CdS量子點(diǎn)標(biāo)記的信號探針也越多，所檢測出來的電位信號也就越大。又如，Willner研究小組[36]利用核酸功能化的Pt納米粒子作為催化標(biāo)記物電催化還原雙氧水，通過構(gòu)建夾心式反應(yīng)體系，可以實(shí)現(xiàn)對凝血酶的靈敏檢測，檢測下限達(dá)1×10-9mol/L。如圖1B所示，樣品中凝血酶濃度越大，通過夾心反應(yīng)結(jié)合到電極表面的Pt修飾凝血酶適體探針也越多，催化過氧化氫還原時產(chǎn)生的電流也就越大。以標(biāo)記物電活性小分子為例，蔣健暉研究小組[37]在夾心反應(yīng)基礎(chǔ)上設(shè)計了一種新型基于表面鄰近雜交的電化學(xué)適體傳感器，如圖1C所示。該傳感方案采用解鏈溫度較低的固定探針和末端標(biāo)記電活性二茂鐵的適體探針，沒有目標(biāo)分子時，適體探針與固定探針的雜交不穩(wěn)定，有目標(biāo)分子時，兩條鄰近的適體探針同時識別目標(biāo)分子，使得二茂鐵標(biāo)記的末段可以與固定探針穩(wěn)定雜交，目標(biāo)分子PDGF-BB含量越高，二茂鐵標(biāo)記的適體探針雜交越多，檢測到的電流越大。以標(biāo)記物酶為例，Mir等[38]利用辣根過氧化物酶作為標(biāo)記物，結(jié)合夾心反應(yīng)構(gòu)建了凝血酶的電化學(xué)適體傳感器，如圖1D所示。巰基修飾的凝血酶適體探針通過自組裝固定到金電極表面，再相繼與目標(biāo)分子凝血酶、親和素修飾的另一條凝血酶適體探針以及生物素修飾的辣根過氧化物酶反應(yīng)，通過標(biāo)記的辣根過氧化物酶催化H2O2實(shí)現(xiàn)對凝血酶的分析。樣品中凝血酶含量越高，反應(yīng)的親和素標(biāo)記的適體探針和后續(xù)的生物素化辣根過氧化物酶也越多，產(chǎn)生的電流就越大。

2.1.2 構(gòu)型轉(zhuǎn)換引起電子傳遞能力增強(qiáng)

從文獻(xiàn)報道來看，大部分signal-on標(biāo)記型電化學(xué)適體傳感器都建立在適體探針與目標(biāo)分子特異性反應(yīng)后導(dǎo)致適體探針發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，使得標(biāo)記物（尤其是氧化還原電活性標(biāo)記物，如二茂鐵、亞甲基藍(lán)等）從遠(yuǎn)離電極表面變成靠近電極表面，從而增強(qiáng)了電子傳遞能力，增大了檢測信號。這是因為，二茂鐵這一類的電活性小分子不能與核酸形成共軛結(jié)構(gòu)，也就無法進(jìn)行長距離電子傳遞，如果二茂鐵分子與電極表面的距離大于電子最大隧穿距離（約10 nm），則二茂鐵分子與電極無法進(jìn)行電子交換，只能檢測到比較微弱的電流信號。相反，如果二茂鐵等電活性小分子靠近電極表面，電活性小分子可以與電極之間進(jìn)行良好的電子傳遞，則可以檢測到很強(qiáng)的電流信號。

利用這一原理，研究者們建立了大量基于適體探針構(gòu)型轉(zhuǎn)換的電化學(xué)適體傳感器。以電活性物質(zhì)亞甲基藍(lán)為例，Baker等[39]以亞甲基藍(lán)為電活性標(biāo)記物，利用構(gòu)型轉(zhuǎn)換發(fā)展了一種檢測小分子可卡因的signal-on型電化學(xué)適體傳感器，如圖2A所示?？煽ㄒ虻倪m體探針一端標(biāo)記巰基，另一端標(biāo)記亞甲基藍(lán)。適體探針通過巰基自組裝到電極表面，未加入目標(biāo)分子可卡因時，適體探針呈伸展?fàn)顟B(tài)，亞甲基藍(lán)遠(yuǎn)離電極表面，檢測到的電流信號較??；加入目標(biāo)分子后，適體探針與可卡因特異性反應(yīng)而折疊成特殊的三維結(jié)構(gòu)，該構(gòu)型的變化導(dǎo)致亞甲基藍(lán)分子靠近電極表面，所檢測到的峰電流明顯增大。利用該方法，可以在4 min之內(nèi)完成檢測，檢測下限達(dá)10 μmol/L。Lai等[40]利用類似的原理（見圖2B）發(fā)展了一種檢測大分子血小板衍生生長因子PDGF的電化學(xué)適體傳感器，在未稀釋未修飾的血清樣品中能檢測出1 nmol/L的PDGF。

圖2 幾種基于構(gòu)型轉(zhuǎn)換增強(qiáng)電子傳遞能力的signal-on標(biāo)記型電化學(xué)適體傳感器設(shè)計方案Fig.2 Several design strategies for signal-on and labeled electrochemical aptasensors based on structure-switching induced enhancement of electron transfer ability

此外，二茂鐵也是建立此類傳感策略常用到的一種電活性物質(zhì)。例如，樊春海研究小組[20]以二茂鐵為標(biāo)記物，利用構(gòu)型轉(zhuǎn)換構(gòu)建了目標(biāo)響應(yīng)電化學(xué)適體開關(guān)（TREAS,target-responsive electrochemical aptamer switch）用于無試劑檢測ATP。如圖2C所示，ATP適體探針一端標(biāo)記巰基，一端標(biāo)記電活性二茂鐵，在初始狀態(tài)，ATP適體探針與互補(bǔ)序列雜交形成剛性雙鏈，二茂鐵分子遠(yuǎn)離電極表面，電子傳遞呈關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)適體探針與目標(biāo)分子ATP反應(yīng)后，適體探針改變構(gòu)象形成與ATP特異性結(jié)合的三級結(jié)構(gòu)，使得互補(bǔ)序列被置換出來，同時導(dǎo)致二茂鐵分子靠近電極表面，電子傳遞呈打開狀態(tài)。通過目標(biāo)分子反應(yīng)引起的適體探針構(gòu)型轉(zhuǎn)變，構(gòu)建了電子傳遞開關(guān)，建立了無試劑檢測小分子ATP的分析方法，ATP響應(yīng)范圍為10 nmol/L～1 mmol/L。Radi等[41]以電活性二茂鐵為標(biāo)記物，建立了類似的基于適體探針構(gòu)型轉(zhuǎn)換的傳感策略用于大分子蛋白質(zhì)的分析，如圖2D所示。凝血酶適體探針一端標(biāo)記巰基，另一端標(biāo)記二茂鐵分子。適體探針通過S-Au強(qiáng)親和力自組裝到金電極表面，并用巰基己醇進(jìn)行封閉，所構(gòu)建的傳感界面其適體探針呈較伸展的狀態(tài)，二茂鐵分子遠(yuǎn)離電極表面，進(jìn)行差示脈沖伏安掃描時所檢測到的電流較?。幌喾?，適體探針與目標(biāo)蛋白凝血酶反應(yīng)后，適體探針發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變，形成特殊的空間結(jié)構(gòu)以特異性結(jié)合凝血酶，導(dǎo)致電活性二茂鐵分子靠近電極表面，進(jìn)行差示脈沖伏安掃描時檢測到的電流增大。該方法構(gòu)建的傳感器可以在5.0～35.0 nmol/L的范圍對凝血酶進(jìn)行定量分析，檢測下限為0.5 nmol/L。而且，該傳感器可以在1.0 mol/L的HCl中實(shí)現(xiàn)再生，具有較好的應(yīng)用價值。

2.2 signal-on非標(biāo)記型

信號增強(qiáng)且無需標(biāo)記的電化學(xué)適體傳感器其構(gòu)建原理一般是基于適體探針與目標(biāo)分子結(jié)合后電子傳遞位阻增大，尤其是對于一些大分子蛋白質(zhì)，如凝血酶、IgE等，適體探針結(jié)合目標(biāo)蛋白后改變了電極表面電荷分布，阻礙了電解質(zhì)溶液中氧化還原探針到達(dá)電極表面，引起法拉第阻抗增大。

利用此原理可以構(gòu)建蛋白質(zhì)大分子的signal-on非標(biāo)記型電化學(xué)阻抗適體傳感器[42～45]。例如，Liao等[46]將玻片氧化處理后進(jìn)行氨基硅烷化，然后通過磷酸基團(tuán)和氨基的共價交聯(lián)將PDGF-BB的適體探針固定到玻片電極表面，在含MgCl2的PBS電解質(zhì)溶液中進(jìn)行阻抗測量，適體探針與目標(biāo)分子PDGF-BB發(fā)反應(yīng)后，傳感器阻抗檢測信號隨著目標(biāo)分子的濃度增大而增強(qiáng)，檢測下限達(dá)40 nmol/L，其傳感器構(gòu)建原理如圖3A所示。又如Lee等[47]在熱解碳電極上固定凝血酶的適體探針，在鐵氰化鉀電解質(zhì)溶液中進(jìn)行阻抗測量，帶負(fù)電的凝血酶與適體探針結(jié)合后，阻礙了電子傳遞，導(dǎo)致法拉第阻抗增大。傳感器構(gòu)建原理如圖3B所示，利用該方法可以在0.5 nmol/L～500 nmol/L的范圍內(nèi)對凝血酶進(jìn)行定量分析。

圖3 幾種signal-on非標(biāo)記型電化學(xué)適體傳感器設(shè)計方案Fig.3 Several design strategies for signal-on and label-free electrochemical aptasensors

3 signal-off型電化學(xué)適體傳感器

適體探針與目標(biāo)分子反應(yīng)后，傳感器的檢測信號隨著目標(biāo)分子的濃度增大而減小的傳感器稱之為signal-off型電化學(xué)適體傳感器。該類型傳感器按照有無標(biāo)記物也可以分為標(biāo)記型和非標(biāo)記型。

3.1 signal-off標(biāo)記型

該類型電化學(xué)適體傳感器的設(shè)計原理一般是基于目標(biāo)分子與適體序列發(fā)生特異性反應(yīng)后，適體序列發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致信號探針被置換下來從而使信號探針越來越少，或者是適體序列發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)換后，標(biāo)記的電活性物質(zhì)從靠近電極表面變成遠(yuǎn)離電極表面。

例如，該文研究小組[48]將腺苷的適體探針末端修飾電活性二茂鐵，在修飾有納米金層的金電極上固定與適體探針互補(bǔ)的單鏈DNA，適體探針與其雜交后形成傳感界面，如圖4A所示，通過交流伏安法可以檢測到較強(qiáng)的二茂鐵氧化峰電流，而當(dāng)適體探針與待測目標(biāo)分子腺苷反應(yīng)后，適體探針發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變以特異性地結(jié)合腺苷分子，導(dǎo)致剩余的雜交堿基數(shù)量不夠，雜交不穩(wěn)定，適體探針連同反應(yīng)的腺苷一起脫離電極，進(jìn)行交流伏安檢測時，二茂鐵氧化峰電流明顯降低，由此構(gòu)建了signal-off型電化學(xué)適體傳感器，檢測下限為20 nmol/L。Xiao等[49]利用適體探針構(gòu)型轉(zhuǎn)換改變電子傳遞能力的原理構(gòu)建了檢測凝血酶的電化學(xué)適體傳感器，如圖4B所示。在未結(jié)合目標(biāo)物的情況下，適體探針呈活性舒展?fàn)顟B(tài)，末端標(biāo)記的亞甲基藍(lán)可與電極之間進(jìn)行良好的電子傳遞；而適體探針與目標(biāo)蛋白凝血酶反應(yīng)后，形成了比較穩(wěn)定剛性的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電活性亞甲基藍(lán)分子與電極之間的電子傳遞能力降低，檢測到的電流信號變小。電流信號降低的百分比與凝血酶濃度的對數(shù)在6.4～768 nmol/L之間有良好的線性關(guān)系。

圖4 幾種signal-off標(biāo)記型電化學(xué)適體傳感器設(shè)計方案Fig.4 Several design strategies for signal-off and labeled electrochemical aptasensors

3.2 signal-off非標(biāo)記型

基于電化學(xué)阻抗的signal-on型電化學(xué)適體傳感方案一般比較適用于大分子蛋白質(zhì)的檢測，因為蛋白質(zhì)大分子與適體探針結(jié)合后往往較明顯地阻抗電子傳遞，引起阻抗增大。但該類傳感方案用于檢測小分子時，由于小分子阻礙電子傳遞的能力較弱，一般引起的阻抗變化較小，用于定量分析時靈敏度有所欠缺。但是，基于電化學(xué)阻抗的signal-off型電化學(xué)適體傳感器用于小分子的檢測相對來說比較容易構(gòu)建。這主要是因為signal-off型阻抗電化學(xué)適體傳感器一般是小分子與適體探針反應(yīng)后，被置換的大分子核酸鏈脫離電極表面，或者小分子與適體探針結(jié)合后一起脫離電極表面，這都將導(dǎo)致較明顯的阻抗變化。例如，Willner研究小組[50]利用構(gòu)型轉(zhuǎn)換發(fā)展了一種檢測小分子的適體傳感器，如圖5A所示。腺苷的核酸適體探針通過共價交聯(lián)固定到離子選擇性場效應(yīng)晶體管（ion-selective field-effect transistor,ISFET）或金電極上，然后加入互補(bǔ)序列與適體探針互補(bǔ)雜交，當(dāng)樣品中含有目標(biāo)分子腺苷時，腺苷分子與其適體探針特異性結(jié)合，適體探針發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致互補(bǔ)序列被置換下來脫離電極表面，引起電位（在ISFET上）或阻抗（在金電極上）的變化，從而建立了一種signal-off型非標(biāo)記適體傳感器用于檢測小分子腺苷。在此基礎(chǔ)上，該小組對傳感方案進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展了一種基于電化學(xué)阻抗的可平行分析兩種分析物的電化學(xué)適體傳感器[51]，如圖5B所示。雙功能適體探針包含小分子可卡因和單磷酸腺苷AMP的適體序列，其互補(bǔ)序列通過共價交聯(lián)固定到電極表面，互補(bǔ)序列的兩端分別與適體探針中的可卡因適體序列和AMP適體序列形成穩(wěn)定的雜交，進(jìn)行電化學(xué)阻抗檢測時可以檢測到較大的阻抗，而當(dāng)樣品中含有可卡因或者AMP時，可卡因或者AMP分別與其適體序列特異性結(jié)合而導(dǎo)致互補(bǔ)序列一端被置換下來，進(jìn)而導(dǎo)致另一端的雜交不穩(wěn)定而使整個適體探針連同反應(yīng)的小分子一起脫離了電極，電化學(xué)阻抗明顯減小。

圖5 幾種signal-off非標(biāo)記型電化學(xué)適體傳感器設(shè)計方案Fig.5 Several design strategies for signal-off and label-free electrochemical aptasensors

Signal-off非標(biāo)記型電化學(xué)適體傳感器除了常見的阻抗檢測方法外，還可以通過電量或電流等信號變化建立傳感方案。一般來說這一類的傳感方案是使用一些具有電活性的嵌入劑，該嵌入劑可以嵌入到雙鏈DNA或單鏈DNA中，目標(biāo)分子與適體探針反應(yīng)前后，導(dǎo)致電活性嵌入劑數(shù)量的變化。例如，邵元華研究小組[52]以單磷酸腺苷AMP為分析模型提出了一種基于計時庫侖法的電化學(xué)適體傳感器，如圖5C所示。適體探針自組裝到電極表面并與其互補(bǔ)序列雜交形成雙鏈DNA，有較多的Ru(NH3)63+陽離子可以通過“靜電誘捕”吸附到核酸鏈上，計時庫侖檢測時可以檢測到較大的電量。而目標(biāo)分子AMP與適體探針特異性結(jié)合后，適體探針發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變，互補(bǔ)序列被置換下來脫離電極，此時吸附在核酸鏈上的Ru(NH3)63+陽離子大量減少，計時庫侖掃描時檢測到的電量也明顯降低。用該方法檢測單磷酸腺苷，檢測下限可以達(dá)到0.1 μmol/L，響應(yīng)時間小于10 min。又如，Cheng等[31]同樣利用Ru(NH3)63+陽離子與核酸鏈磷酸骨架的靜電吸附作用發(fā)展了一種signal-off非標(biāo)記電化學(xué)適體傳感器用于檢測大分子蛋白質(zhì)溶菌酶，如圖5D所示。適體探針通過自組裝固定到金電極表面，由于DNA磷酸骨架帶負(fù)電荷，Ru(NH3)63+陽離子帶正電荷，通過靜電作用，Ru(NH3)63+陽離子可大量吸附在適體探針上，因此進(jìn)行循環(huán)伏安掃描時可以檢測到較強(qiáng)的電流峰。而目標(biāo)蛋白與適體探針反應(yīng)后，適體探針形成與目標(biāo)分子溶菌酶特異性結(jié)合的空間結(jié)構(gòu)，一定程度上減少了Ru(NH3)63+陽離子的吸附，從而只能檢測到較低的循環(huán)伏安峰電流，由此可以實(shí)現(xiàn)對溶菌酶的靈敏分析。

4 結(jié)語和展望

核酸適體作為一種新型的識別分子有著許多抗體無法比擬的優(yōu)勢，而將核酸適體與電化學(xué)檢測方法相結(jié)合的電化學(xué)適體傳感器近年來更是發(fā)展迅速。按照信號變化方式，電化學(xué)適體傳感器可以分為signal-on和signal-off兩種類型。Signal-on型大部分是基于信號探針數(shù)量增加、適體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換引起電子傳遞能力增強(qiáng)或者電化學(xué)阻抗增大等原理，而signal-off型則大部分是基于信號探針被置換脫離電極或互補(bǔ)序列被置換脫離電極、適體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換引起電活性物質(zhì)減少或遠(yuǎn)離電極等原理。

電化學(xué)適體傳感器近年來雖然取得了長足的發(fā)展，但仍然面臨很多問題，未來的發(fā)展可能集中在以下幾個方面：（1）篩選更多的親和力更強(qiáng)的成本更低的核酸適體，擴(kuò)展電化學(xué)適體傳感器的應(yīng)用范圍；（2）探索新型檢測原理和技術(shù)，進(jìn)一步提高傳感器分析性能，發(fā)展重現(xiàn)性更好、穩(wěn)定性更強(qiáng)、檢測通量更高、選擇性更好、靈敏度更高、實(shí)施更簡單更易控更通用的檢測方法；（3）發(fā)展新型納米材料和技術(shù)并將其用于傳感器的構(gòu)建；（4）利用電化學(xué)傳感器的獨(dú)特優(yōu)勢，發(fā)展能實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控和自動化的分析技術(shù)和儀器，以期在臨床診斷、食品安全和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域獲得實(shí)際應(yīng)用。

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