孟凡飛，孟凡娜，熊 琦，羅小舸 綜述，蒲曉允△ 審校

(1.中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，重慶 400037； 2.中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院健康體檢中心，重慶 400038)

核酸適配體是通過(guò)指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)(SELEX)體外篩選獲得的，是一個(gè)短的單鏈脫氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)分子[1]。核酸適配體通過(guò)分子內(nèi)的相互作用折疊形成特定的三維結(jié)構(gòu)而與靶標(biāo)分子特異性結(jié)合，其功能類(lèi)似于抗體，因此核酸適配體被人們稱(chēng)為“化學(xué)抗體”。除此之外，適配體還擁有很多抗體無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，例如易修飾、可體外篩選、配體廣泛和無(wú)免疫原性等[2]。由于適配體相對(duì)分子質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于抗體或酶等其他生物識(shí)別分子，因此，在制造生物傳感器方面被認(rèn)為是理想的分子識(shí)別元件，憑借自身優(yōu)良特性，適配體被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)診斷和國(guó)土安全等領(lǐng)域。近年來(lái)，各種各樣的DNA生物傳感器先后被研發(fā)報(bào)道，包括熒光技術(shù)、表面等離子體共振光譜、電化學(xué)發(fā)光法、電化學(xué)等，電化學(xué)傳感器因?yàn)榈捅尘?，操作?jiǎn)單，響應(yīng)速度快，靈敏度高，小型化，成本效益相對(duì)較低等特點(diǎn)，在生物傳感器的發(fā)展中引起研究者極大的關(guān)注。本文結(jié)合近幾年電化學(xué)適配體傳感器的文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)非標(biāo)記型適配體傳感器常用的檢測(cè)方法和標(biāo)記型適配體傳感器標(biāo)記物的不同進(jìn)行綜述，旨在為后續(xù)研究者在相關(guān)領(lǐng)域的深入研究提供參考和指導(dǎo)，現(xiàn)綜述如下。

1 適配體生物傳感器簡(jiǎn)介

生物傳感器技術(shù)是檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)之一，生物傳感器是由被分析物和傳感器裝置之間的化學(xué)相互作用而產(chǎn)生的一種裝置，可將定量或定性類(lèi)型的化學(xué)或生化信息轉(zhuǎn)化為有用的分析信號(hào)[3]。電化學(xué)生物傳感器是由生物識(shí)別元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換元件組成，可將生物分子和靶分子的相互作用轉(zhuǎn)變成電流或電位的形式表現(xiàn)出來(lái)。常用的生物識(shí)別元件有抗體、酶和核酸探針。幾種生物識(shí)別元件中，由于酶的特異結(jié)合能力及生物活性，在電化學(xué)生物傳感器中應(yīng)用較為廣泛，電化學(xué)生物傳感器可以通過(guò)電位、電荷積累、電流、電導(dǎo)或阻抗來(lái)量化溶液中的靶分子水平。一般來(lái)說(shuō)，電化學(xué)生物傳感器可分為電流、阻抗、電位、電導(dǎo)傳感器[4]。電化學(xué)傳感器的靈敏度和選擇性主要取決于生物識(shí)別元件，近年適配體作為生物識(shí)別元件已成為電化學(xué)傳感器研究的熱點(diǎn)，核酸適配體具有較高穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于修飾，可長(zhǎng)期保存，被稱(chēng)為最實(shí)用的生物傳感器識(shí)別元件[5]。

電化學(xué)適配體傳感器，以適配體與目標(biāo)物特異性結(jié)合為基礎(chǔ)，將核酸適配體作為識(shí)別元件或檢測(cè)對(duì)象，通過(guò)換能器的作用使發(fā)生在適配體分子特異性識(shí)別中產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)[6]。首先通過(guò)吸附、共價(jià)鍵結(jié)合、自組裝等方法，將核酸適配體固定于表面功能活化的電極表面，適配體的固定化效果與電極表面功能化策略的選擇有直接關(guān)系，應(yīng)盡量降低位阻現(xiàn)象的影響，適配體與目標(biāo)物結(jié)合后改變了電極表面結(jié)構(gòu)，電化學(xué)信號(hào)發(fā)生變化，根據(jù)電化學(xué)信號(hào)的變化進(jìn)行目標(biāo)物的定量檢測(cè)。按檢測(cè)方式的不同，電化學(xué)適配體生物傳感器同樣可分為電導(dǎo)型、電流型、電容型、電位型和阻抗型。根據(jù)是否應(yīng)用標(biāo)記物產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，電化學(xué)適配體傳感器又可分為標(biāo)記型與非標(biāo)記型兩大類(lèi)[7]。電化學(xué)適配體生物傳感器具有檢測(cè)速度快，靈敏度高，特異性強(qiáng)，簡(jiǎn)單便攜，成本效益相對(duì)較低和微型化等特點(diǎn)，是一個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ姆治龉ぞ摺?/p>

2 非標(biāo)記型電化學(xué)適配體傳感器

非標(biāo)記型電化學(xué)傳感器的適配體探針不需要標(biāo)記電活性物質(zhì)，適配體和靶分子之間的相互作用被直接監(jiān)控，沒(méi)有任何標(biāo)簽的存在。在電化學(xué)傳感器的制備中，適配體的固定化是關(guān)鍵的一步。方案設(shè)計(jì)中需要注意的是非特異性結(jié)合降低、親和性的丟失及適配體的易接近[8]。適配體與靶標(biāo)結(jié)合后，發(fā)生構(gòu)象或空間位阻的改變，根據(jù)電極表面電化學(xué)信號(hào)的改變實(shí)現(xiàn)對(duì)靶分子的定量檢測(cè)。常用的非標(biāo)記電化學(xué)適配體傳感器的檢測(cè)方法為阻抗法、伏安法、安培法等，下面根據(jù)檢測(cè)方法的不同做簡(jiǎn)單介紹。

2.1阻抗法檢測(cè) 阻抗法適配體傳感器是根據(jù)核酸適配體與靶物質(zhì)形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)導(dǎo)致電極表面電荷的通透性發(fā)生變化而進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不同可分為阻抗增加型和阻抗減小型2種。BENVIDI等[9]研制了一種簡(jiǎn)單、可再生的電化學(xué)生物傳感器，設(shè)計(jì)探針序列較短，且與目標(biāo)DNA部分序列互補(bǔ)，將其固定于金電極表面，目標(biāo)DNA和核苷酸及酶在適當(dāng)時(shí)間加入，設(shè)計(jì)探針和目標(biāo)DNA雜交，在酶的作用下設(shè)計(jì)探針得以延伸，熱變性處理后，僅剩延伸的設(shè)計(jì)探針留在電極表面，研究發(fā)現(xiàn)該傳感器檢測(cè)中交流阻抗法分析性能優(yōu)于差分脈沖伏安法，交流阻抗法檢測(cè)范圍為1.0 × 10-19～1.0 × 10-7mol/L，檢出限為4.6 × 10-20mol/L。陳秋香等[10]將氨基化的腺苷適配體固定在已活化的電極表面，適配體與腺苷結(jié)合后會(huì)折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，另外設(shè)計(jì)一條發(fā)卡探針，其環(huán)部可與適配體發(fā)卡結(jié)構(gòu)的環(huán)部堿基互補(bǔ)雜交，通過(guò)環(huán)-環(huán)相互作用形成一個(gè)“親吻型適配體復(fù)合物”使電極的阻抗信號(hào)明顯變大，將電阻值作為響應(yīng)信號(hào)可以定量測(cè)定腺苷，傳感器線性檢測(cè)范圍為5～1 000 nmol/L，檢出限為0.6 nmol/L。與之前所述不同，CAI等[11]分別用丙烯酰胺聚合物修飾發(fā)夾DNA H3和H4，合成了2種不同的共聚物鏈P1和P2，當(dāng)Mg2+存在時(shí)，Hg2+可以激活Mg2+特異脫氧核酶，后者可選擇性部分水解核糖堿基修飾的底物，局部基鏈從脫氧核酶上解離出來(lái)，與設(shè)計(jì)探針H1雜交暴露其隱藏的序列，引發(fā)共聚物鏈P1和P2中發(fā)卡DNAH3和H4的雜交鏈反應(yīng)，因此在電極表面組裝出一層DNA交聯(lián)的水凝膠，極大阻礙了電極表面電子傳遞。該阻抗傳感器對(duì)Hg2+具有高靈敏度和選擇性，線性檢測(cè)范圍為0.1 pmol/L～10.0 nmol/L，檢出限為0.042 pmol/L。阻抗型適配體電化學(xué)傳感器穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、線性范圍較寬，對(duì)成分較復(fù)雜的樣本檢測(cè)更能體現(xiàn)其優(yōu)越性，具有良好的應(yīng)用前景。

2.2伏安法檢測(cè) 在電化學(xué)生物傳感器中，伏安技術(shù)包括循環(huán)伏安法(CV)、差分脈沖伏安法(DPV)、方波伏安法(SWV)和交流伏安法(ACV)，相應(yīng)的電流是在工作電極上通過(guò)電化學(xué)氧化還原而電解的結(jié)果。伏安法適配體傳感器通常是將適配體直接或間接固定于電極表面，靶物質(zhì)與適配體結(jié)合后，適配體發(fā)生構(gòu)像變化，導(dǎo)致電極表面電活性物質(zhì)增加或減少，使電活性信號(hào)發(fā)生改變。WEI等[12]制備了一種高靈敏檢測(cè)鏈霉親和素的電化學(xué)生物傳感器，信號(hào)鏈DNA的3′末端用CdSe量子點(diǎn)標(biāo)記，在5′末端用生物素標(biāo)記，與信號(hào)鏈DNA互補(bǔ)的捕獲鏈DNA5′末端用巰基標(biāo)記，鏈霉親和素與信號(hào)鏈DNA結(jié)合后，可以阻礙其與捕獲鏈DNA的結(jié)合，用微分脈沖陽(yáng)極溶出伏安法檢測(cè)電極表面的CdSe量子點(diǎn)可以間接檢測(cè)鏈霉親和素的水平，該傳感器的檢測(cè)范圍為1.96 pg/mL～1.96 μg/mL，檢出限可達(dá)0.65 pg/mL。LI等[13]構(gòu)建了一個(gè)基于羧基化石墨烯和精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸的適配體傳感器。先將羧基化的石墨烯沉積在GCE表面用于增加比表面積和導(dǎo)電性，富含肽的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸通過(guò)共價(jià)結(jié)合也被固定于電極表面，用以增加羧基化石墨烯的生物相容性，隨后在修飾完畢的電極表面沉積納米金，增加導(dǎo)電性。巰基化肌紅蛋白適配體通過(guò)金巰鍵結(jié)合于電極表面，肌紅蛋白加入后，肌紅蛋白與適配體特異性結(jié)合，阻礙了電極表面電子傳遞，根據(jù)電化學(xué)信號(hào)的變化采用DPV可以定量測(cè)定樣品中肌紅蛋白的水平。該傳感器具有很好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，抗干擾能力強(qiáng)，檢測(cè)的線性范圍為0.000 1～0.200 0 g/L，檢出限可達(dá)26.300 0 ng/mL。

GAO等[14]研制了一個(gè)檢測(cè)凝血酶的夾心型電化學(xué)傳感器，巰基化的適體1被固定在金電極上捕捉凝血酶分子，然后核酸適配體2固定于納米鉑/碳納米籠表面，納米鉑作為過(guò)氧化氫模擬酶，催化還原H2O2，放大了電化學(xué)信號(hào)。YAN等[15]將干擾素-γ(IFN-γ)適配體與石墨烯混勻，在疏水作用力和π-π共軛鍵作用下結(jié)合形成復(fù)合物，再用16-巰基十六烷酸修飾金電極表面形成疏水的自組裝膜，由于復(fù)合物間較強(qiáng)的π-π共軛鍵，使其不能組裝到覆蓋了自組裝膜的電極表面。存在IFN-γ和脫氧核糖核酸酶Ⅰ(DNase Ⅰ)時(shí)，IFN-γ結(jié)合并分離出復(fù)合物中的適配體，DNase Ⅰ可以裂解適配體并分離出IFN-γ，從而起到循環(huán)放大的作用，“裸”石墨烯可以通過(guò)疏水作用和π鍵結(jié)合到自組裝膜上，電極表面產(chǎn)生電活性信號(hào)，因此可以對(duì)IFN-γ進(jìn)行定量檢測(cè)。該傳感器方案新穎，靈敏度高，檢測(cè)的IFN-γ線性范圍為0.1～0.7 pmol/L,檢出限可達(dá)0.065 pmol/L。

伏安法傳感器的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是觀察到的相關(guān)噪聲低，從而為目標(biāo)分子的定量提供可靠的、可重復(fù)的數(shù)據(jù)，從而賦予生物傳感器更高的靈敏度和更強(qiáng)的特異性。由于方法學(xué)限制，伏安法靈敏度相對(duì)于阻抗法偏低，但是伏安法可以對(duì)多個(gè)具有不同的峰電位化合物同時(shí)檢測(cè)，在一次電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中同時(shí)檢測(cè)多種分析物，這是阻抗法傳感器不能實(shí)現(xiàn)的?？傊?，伏安法適配體電化學(xué)傳感器制作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、檢出限低，是近年比較熱門(mén)的研究方向。

2.3安培法檢測(cè) 安培生物傳感器可以被認(rèn)為是伏安生物傳感器的一個(gè)子類(lèi)，施加一個(gè)恒定的電位下工作，該恒定電位是工作電極相對(duì)于參比電極而言，監(jiān)視電流的變化相對(duì)于時(shí)間的函數(shù)。安培法適配體傳感器是通過(guò)適配體與靶物質(zhì)結(jié)合后，直接或間接影響底物液中電流的產(chǎn)生。

盧瑩等[16]設(shè)計(jì)了一條與腺苷三磷酸(ATP)適配體序列互補(bǔ)的短鏈 DNA探針，并通過(guò)Au-S鍵自組裝將其固定在電極表面，ATP的核酸適配體與該DNA探針雜交而結(jié)合在電極表面。雜交雙鏈DNA通過(guò)靜電吸引可以結(jié)合電解液中的六氨合釕(RuHex)陽(yáng)離子。當(dāng)ATP與核酸適配體結(jié)合后，使適配體鏈從電極表面解離，電極表面DNA量減少，結(jié)合RuHex的量也隨之降低，通過(guò)計(jì)時(shí)安培法檢測(cè)RuHex響應(yīng)信號(hào)的降低，從而對(duì)ATP進(jìn)行定量測(cè)定。傳感器線性檢測(cè)范圍為0.001～100.000 μmol/L，檢出限為0.5 nmol/L。該傳感器設(shè)計(jì)方案具有普適、簡(jiǎn)單、易于再生線性的特點(diǎn)。

RASHEED等[17]研制了一種基于石墨烯的電化學(xué)DNA傳感器，用于乳腺癌相關(guān)基因BRCA1的低水平檢測(cè)。DNA傳感器采用“三明治”的檢測(cè)策略，氨基化的設(shè)計(jì)探針DNA-c固定于石墨烯電極表面，目標(biāo)基因DNA-t和標(biāo)記了納米金的信號(hào)探針DNA-r通過(guò)堿基互補(bǔ)雜交，固定于電極表面，根據(jù)電極表面納米金的電化學(xué)氧化信息用循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法檢測(cè)目標(biāo)基因DNA-t的水平，該傳感器靈敏度、穩(wěn)定性、重復(fù)性均較好，它可以檢測(cè)到1 fmol/L的BRCA1基因。

此外，安培法還被應(yīng)用于其他傳感器的測(cè)定，有學(xué)者研制了一種功能性二氧化硅/木質(zhì)素酶混合材料的廉價(jià)生物傳感器，分別采用循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)安培法檢測(cè)葡萄糖的水平，使傳感器的性能得到驗(yàn)證[18]。劉美梅等[19]采用一鍋法制備鈀銅納米材料，采用計(jì)時(shí)安培法對(duì)復(fù)合納米材料的電化學(xué)性能進(jìn)行分析，證實(shí)了其具有良好的乙醇電催化性能。

3 標(biāo)記型電化學(xué)適配體傳感器

標(biāo)記型電化學(xué)適配體傳感器是將一些具有電活性或催化活性的功能性標(biāo)記物通過(guò)物理吸附、化學(xué)修飾等方法標(biāo)記在適配體探針末端，核酸適配體與靶分子特異性結(jié)合后，發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)換，標(biāo)記物因適配體形狀變化而發(fā)生位置改變，檢測(cè)到的電化學(xué)信號(hào)也發(fā)生變化。常用的功能性標(biāo)記物有MB、Fc、納米材料、生物酶等。根據(jù)功能性標(biāo)記物的不同，標(biāo)記型電化學(xué)適配體傳感器可分為電活性分子標(biāo)記型、酶標(biāo)記型和納米材料標(biāo)記型等。

3.1電活性分子標(biāo)記型適配體傳感器 電活性分子標(biāo)記型適配體傳感器是采用電活性物質(zhì)標(biāo)記適配體，常用的電活性標(biāo)記物有MB、Fc等。

DINSHAW等[20]提出了一個(gè)創(chuàng)新的策略，利用還原石墨烯-殼聚糖的復(fù)合材料作為導(dǎo)電基底，檢測(cè)整個(gè)鼠傷寒沙門(mén)菌細(xì)胞的適配體傳感器。使用戊二醛交聯(lián)劑將標(biāo)記了MB和巰基化的沙門(mén)菌外膜蛋白適配體固定在復(fù)合材料上，通過(guò)檢測(cè)MB信號(hào)降低程度可以測(cè)定標(biāo)本中鼠傷寒沙門(mén)菌細(xì)胞水平，該傳感器對(duì)鼠傷寒沙門(mén)菌檢測(cè)限可達(dá)到10 CFU/mL，使用人工加工的生雞肉樣品進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果與純細(xì)胞培養(yǎng)液的靈敏度結(jié)果一致。BAO等[21]將標(biāo)記了MB的設(shè)計(jì)探針固定在金電極表面，標(biāo)記了Fc的凝血酶適配體(TBA)，與設(shè)計(jì)探針通過(guò)堿基互補(bǔ)形成雜交雙鏈，使Fc靠近電極表面，產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)，凝血酶和核酸外切酶(RecJf)加入反應(yīng)體系后，凝血酶特異性結(jié)合TBA并使之與設(shè)計(jì)探針?lè)蛛x，在RecJf作用下TBA被分解，凝血酶重新結(jié)合雜交雙鏈中的TBA，使更多的設(shè)計(jì)探針釋放出來(lái)，存在適量Mg2+的情況下，設(shè)計(jì)探針形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)而使MB靠近電極表面，采用DPV對(duì)電信號(hào)的改變進(jìn)行凝血酶水平定量檢測(cè)，此法檢測(cè)凝血酶的響應(yīng)范圍為5 pmol/L～50 nmol/L，檢出限可達(dá)0.9 pmol/L。該傳感器具有靈敏度高、穩(wěn)定性好和特異性強(qiáng)的特點(diǎn)。

3.2酶標(biāo)記型適配體傳感器 酶具有高的催化效率和嚴(yán)格的催化專(zhuān)一性，近年來(lái)在適配體傳感器中的應(yīng)用也較為廣泛。酶標(biāo)記型適配體傳感器是將有催化作用的酶通過(guò)特定方法標(biāo)記到核酸上適配體上，酶可催化底物發(fā)生反應(yīng)，電化學(xué)信號(hào)被有效放大。常用的酶有堿性磷酸酶、葡萄糖脫氫酶、辣根過(guò)氧化物酶等[22-24]。

IKEBUKURO等[23]構(gòu)建了“三明治”夾心結(jié)構(gòu)的適配體傳感器，這種傳感器僅適用于具有兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn)的適配體，例如凝血酶，將適配體1固定在金電極表面，當(dāng)凝血酶存在時(shí)，修飾了葡萄糖脫氫酶的適配體2可與凝血酶和適配體1形成夾心結(jié)構(gòu)。在葡萄糖脫氫酶作用下，葡萄糖脫氫變成葡萄糖酸，電流產(chǎn)生，根據(jù)電極表面電信號(hào)的改變對(duì)凝血酶進(jìn)行定量檢測(cè)。與之相類(lèi)似，HUANG等[22]采用一步還原法合成了Fe3O4@Au復(fù)合磁性納米粒子，然后用人抗IgE抗體包裹復(fù)合磁性納米粒子，在hIgE存在時(shí)，修飾了生物素的hIgE適配體、hIgE可與人抗IgE抗體形成夾心結(jié)構(gòu)而固定于復(fù)合磁性納米粒子上，修飾了親和素的堿性磷酸酶可以與hIgE適配體的生物素基團(tuán)結(jié)合，體系中加入維生素C磷酸酯和硝酸銀混合溶液后，堿性磷酸酶作用下維生素C磷酸酯產(chǎn)生抗壞血酸，抗壞血酸可使溶液中的Ag+沉積在Fe3O4@Au復(fù)合物表面，采用電化學(xué)方法可以對(duì)單質(zhì)銀進(jìn)行定量檢測(cè)，單質(zhì)銀的氧化電流的大小與體系中的hIgE的水平相關(guān)。該傳感器設(shè)計(jì)巧妙，靈敏度和特異度均較高，整個(gè)反應(yīng)體系均在反應(yīng)液中，穩(wěn)定性高。但操作較為復(fù)雜，不易于推廣。 LIU等[24]制備了一種新的夾心型電化學(xué)傳感器用以檢測(cè)抗菌藥物土霉素。該傳感器是基于三維結(jié)構(gòu)的石墨烯納米金和辣根過(guò)氧化物酶-適配體-納米金作為信號(hào)標(biāo)簽。石墨烯納米金修飾電極能提高電子轉(zhuǎn)移和生物承載力，納米金和酶修飾適配體增加了適配體和土霉素的親和力并反應(yīng)放大了電流信號(hào)，優(yōu)化條件下，峰電流與土霉素在5×10-10～2×10-3g/L的水平范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，檢測(cè)限可達(dá)4.98×1010g/L。

3.3納米材料標(biāo)記型電化學(xué)適配體傳感器 納米材料具有獨(dú)特的表面效應(yīng)、特殊的理化特性、良好的生物相容性和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，可以明顯提高生物傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性，成為當(dāng)前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。常見(jiàn)的納米材料包括碳納米管材料(石墨烯、碳納米管等)、金屬納米材料(納米鉑、納米金、納米銀等)和其他納米材料(量子點(diǎn)、上轉(zhuǎn)換材料)等。碳納米管材料表面積大、導(dǎo)電性好、韌性好，常被用作基材平鋪于電極表面，增加傳感器靈敏度。金屬納米材料和碳納米管具有催化效率高，導(dǎo)電能力強(qiáng)，比表面積大和良好的生物相容性，常被用于固定適配體生物分子，增加固定量。量子點(diǎn)又稱(chēng)半導(dǎo)體納米微晶粒，由于其具有良好的光電性能且穩(wěn)定性好，近年在電化學(xué)發(fā)光傳感器設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。

WANG等[25]合成了納米金-石墨烯復(fù)合物和銅鈀納米復(fù)合物，采用“三明治夾心”策略構(gòu)建傳感器檢測(cè)凝血酶，巰基化凝血酶適配體1固定于電極表面的納米金-石墨烯復(fù)合物上，銅鈀納米復(fù)合物標(biāo)記的凝血酶適配體2和凝血酶與適配體1形成夾心結(jié)構(gòu)，銅鈀納米復(fù)合物可催化底液中的H2O2發(fā)生還原反應(yīng)，從而引起電極表面電流改變。采用循環(huán)伏安法檢測(cè)，傳感器對(duì)凝血酶的檢測(cè)范圍為0.01～2.00 ng/mL，檢出限可達(dá)5 pg/mL。該傳感器使用了新穎的銅鈀納米復(fù)合材料標(biāo)記適配體，催化氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，具有選擇性好、重現(xiàn)性好的特點(diǎn)。GHANBARI等[26]將巰基的石墨烯量子點(diǎn)固定在電極表面，隨后在電極表面鍍納米金，巰基化的鏈霉素適配體通過(guò)金巰鍵固定于電極表面，鏈霉素識(shí)別并結(jié)合適配體，電極表面信號(hào)發(fā)生相應(yīng)變化，該傳感器具有較寬的檢測(cè)范圍為0.1～700.0 pg/mL。 該傳感器已被成功地應(yīng)用于實(shí)際樣品的測(cè)定，并取得了令人滿意的結(jié)果。

除此之外，基于量子點(diǎn)本身的熒光信號(hào)構(gòu)建的電化學(xué)發(fā)光傳感器也較為常見(jiàn)，BALA等[27]利用CdTe@SiO2量子點(diǎn)，制備了用于檢測(cè)馬拉硫磷的熒光傳感器，實(shí)驗(yàn)證明，該傳感器靈敏度較高，馬拉硫磷的檢出限可達(dá)4 pmol/L。HUANG等[28]將足量的巰基修飾后ATP適配體固定到預(yù)處理的金電極表面，加入ATP溶液后形成適配體-ATP生物親和性復(fù)合物，與適配體互補(bǔ)的修飾了生物素的DNA寡核苷酸(cDNA)與適配體雜交，親和素修飾的量子點(diǎn)通過(guò)生物素-親和素結(jié)合而被固定到cDNA上，cDNA與ATP競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合適配體，該傳感器檢測(cè)的量子點(diǎn) ECL信號(hào)與ATP水平呈反比。

綜上所述，電化學(xué)適配體傳感器具有檢出限低，靈敏度高，特異性強(qiáng)的特點(diǎn)，且小型化、微型化的電化學(xué)傳感設(shè)備，是現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)較為理想的檢測(cè)裝置。與標(biāo)記型電化學(xué)傳感器相比，非標(biāo)記型具有操作簡(jiǎn)單、無(wú)需標(biāo)記、對(duì)靶分子影響小和低污染等優(yōu)點(diǎn)，因此從實(shí)際應(yīng)用意義出發(fā)，非標(biāo)記性電化學(xué)傳感器優(yōu)勢(shì)較大。納米技術(shù)的不斷成熟，尤其是復(fù)合納米材料的出現(xiàn)，使適配體傳感器設(shè)計(jì)策略得到優(yōu)化，為電化學(xué)適配體傳感技術(shù)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。

適配體傳感器發(fā)展的瓶頸主要有以下幾點(diǎn)：(1)適配體相比抗體優(yōu)勢(shì)明顯，但適配體的篩選及驗(yàn)證較為繁瑣，特別是當(dāng)靶分子帶有負(fù)電荷或疏水性較強(qiáng)時(shí)，目前確定的適配體種類(lèi)有限。(2)各種電化學(xué)適配體傳感器均在實(shí)驗(yàn)理想條件下展現(xiàn)出良好的性能，實(shí)驗(yàn)條件和周?chē)h(huán)境發(fā)生變化，直接影響到適配體的穩(wěn)定性，以及適配體與靶物質(zhì)的結(jié)合效率，這也是適配體傳感器策略能否設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵因素。(3)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)中往往涉及血液、尿液、分泌物等復(fù)雜生物標(biāo)本，而電化學(xué)適配體傳感器尤其是非標(biāo)記型的抗干擾能力差，因此對(duì)標(biāo)本的預(yù)處理環(huán)節(jié)十分必要。

盡管當(dāng)代學(xué)者在適配體傳感器的研究上取得了一些成績(jī)，但適配體傳感器應(yīng)用于實(shí)際臨床樣本分析仍存在很多問(wèn)題，面臨著很多挑戰(zhàn)。隨著科技的進(jìn)步，研究的深入，這些難題終究會(huì)被攻克，適配體傳感器技術(shù)將會(huì)滿足實(shí)際分析的要求，在醫(yī)療、衛(wèi)生、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。