纳米级微电极快速核酸检测鉴定病原微生物 邹依敏

Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes（NME） 利用纳米微电极进行超敏电化学生物分子检测

Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 当样品液滴加在微电极上时，带正电的钌络合物吸引带有一个负电荷的目标DNA分子，与核酸探针进行分子杂交。 分子杂交引起电子转移，产生电流，微电极上的Ru3+/Fe3+体系可以放大电流使其可以被检测到。 B C D A 传感器探测到这种电流信号，则可由此信号确定样品中含有目标DNA，进而鉴定样品中是否含有相应病原微生物。 纳米金微电极表面刺针连接有特定的核酸分子探针，带正电荷的钌络合物。

技术特点： 无扩增 快速 简化操作 灵敏性高 同时检测多种病原微生物 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 技术特点： 无扩增 快速 简化操作 灵敏性高 同时检测多种病原微生物

Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 核酸分子探针以巯基连接在微电极表面

Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 纳米金微电极表面刺针连接有特定的核酸分子探针，带正电荷的钌络合物。当样品液滴加在芯片上时，带正电的金属钌吸引带有一个负电荷的目标DNA/RNA分子，使其与核酸探针杂交。 Ru（NH 3）63+为主要电子受体。钌通过磷酸盐骨架通过静电相互作用结合核酸。钌在微电极表面被还原，发生电子转移，产生点流，双链核酸分子的电流强于单链探针。

每个Ru 3+受体只能接受一个电子。 因此，有限的Ru 3+浓度不足以在标准杂交条件下产生可检测的电流。 Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 每个Ru 3+受体只能接受一个电子。 因此，有限的Ru 3+浓度不足以在标准杂交条件下产生可检测的电流。 于是引入了第二电活性物质Fe（CN）63-作为二次电子受体，可以使电流放大10-50倍。

Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 近端裂解和细菌mRNA的检测 将细菌样品引入裂解室中，所述裂解室由分开的两个金电极组成。施加100V脉冲20秒以裂解样品中的细菌，随后释放细胞内mRNA。 为了减少分析物分子用于传感器所需的时间，细菌在传感器附近被电化学裂解，因此释放的细胞内mRNA可以快速地用于相邻的NME。

电崩解理论（Electric breakdown） 电穿孔理论（Electroporation） Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 高压电场使微生物裂解原理 电崩解理论（Electric breakdown） 电穿孔理论（Electroporation）

Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 代谢产物或结构蛋白质检测 在不存在结合的蛋白质的情况下，在电极和氧化还原指示剂[Fe（CN）6] 3- / 4-之间存在有效的电子转移;结合蛋白质之后，阻碍氧化还原体系的电子转移。 HIV-p24抗原检测

Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes 参考文献 Sage A T, Besant J D, Lam B, et al. Ultrasensitive Electrochemical Biomolecular Detection Using Nanostructured Microelectrodes[J]. Accounts of Chemical Research, 2014, 47(8):2417-25. Kelley S O, Mirkin C A, Walt D R, et al. Advancing the speed, sensitivity and accuracy of biomolecular detection using multi-length-scale engineering.[J]. Nature Nanotechnology, 2014, 9(12):969-980.

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