Page 120 - 《精细化工》2023年第12期
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·2662· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷
极表面后，EIS 谱图呈现出明显的半圆弧，表明
S-DNA 自组装于金电极表面，使电极表面电子传递
阻力增加；当修饰电极经过含有 ENR 的混合反应液
处理后，半圆直径略有增加，电极表面电子传递阻
力有所增加；经 TdT 催化延伸后，半圆直径显著增
加，说明电极表面产生了连续的 G-四链体结构，阻
碍了电子传递。此外，采用 CV 研究了传感器对 ENR
的电化学响应，并验证了 TdT 酶催化扩增产生 G-
四链体核酶的作用，结果见图 2B。如图 2B 所示，
无 ENR 时，电流峰值较小，这是因为无目标物 ENR
的触发，带有 3'-OH 末端的 R-DNA 无法与金电极表 图 2 不同电极的 EIS 曲线（其中，a 为裸电极；b 为 S-DNA
修饰的金电极；c 为含有 ENR 的混合反应液孵育后
面的 S-DNA 杂交，不能引发后续的 TdT 催化扩增
的修饰电极；d 为 TdT 反应液孵育后的修饰电极）
产生 G-四链体的反应，从而产生较低的电化学响
（A）；传感器对 ENR 的电化学响应（其中，a 为
应；在目标物 ENR 存在的情况下，其与适体特异性 无 ENR；b 为含有质量浓度为 50 μg/L 的 ENR、无
结合，导致适体与 R-DNA 形成的双链 DNA 探针分 TdT 扩增反应；c 为含有质量浓度为 50 μg/L ENR、
离，释放出游离的 R-DNA，随后 R-DNA 探针与固 有 TdT 扩增反应）（B）；电化学传感器的 I-t 曲线
定于金电极表面的 S-DNA 互补杂交，此时在未引入 （其中，a 为无 ENR；b 为含有质量浓度为 50 μg/L
TdT 扩增反应的情况下测定 CV，因无 G 四链体核 的 ENR）（C）
酶产生，电流峰值几乎不变；在引入 TdT 催化延伸 Fig. 2 EIS curves of different electrodes (here in, a is the bare
electrode; b is S-DNA modified gold electrode; c is
形成大量的 G-四链体核酶后，电流峰值显著增加， modified electrode after incubation with a mixture
表明 TdT 协同 G-四链体核酶可以有效放大检测信 containing ENR; d is modified electrode after incubation
with TdT reaction solution) (A); Electrochemical
号。最后，采用 I-t 考察了电化学传感器的可行性， response of sensor to ENR (here in, a represents in
结果见图 2C。如图 2C 所示，当无 ENR 时，电极表 the absence of ENR; b represents in the presence of
面无法产生 G-四链体核酶纳米线，I-t 测定的电流值 mass concentration of 50 μg/L ENR, without TdT
amplification reaction; c represents in the presence
极微弱；当 ENR 存在时，ENR 触发双链 DNA 探针 of mass concentration of 50 μg/L ENR, with TdT
分离，进而诱发 TdT 扩增反应，形成 G-四链体核酶 amplification reaction) (B); I-t curves of electrochemical
sensor (a is in the absence of ENR; b is in the presence
纳米线结构，实现信号放大，产生较高的电流值。 of mass concentration of 50 μg/L ENR) (C)
综上所述，所构建的电化学检测体系不仅具有良好
的目标响应性，同时信号放大效果显著。 2.3 条件优化
为了获得最佳检测性能，对实验中的关键条件
进行了优化。首先，在 TdT 反应时间为 30 min、Hemin
浓度为 0.2 mmol/L 的条件下，考察了 ENR 孵育时
间（10、20、30、40、50 min）对电化学输出信号
的影响，结果见图 3A。如图 3A 所示，随着靶标 ENR
孵育时间逐渐延长，检测质量浓度为 50 μg/L 的 ENR
所得到的电流逐渐增加；当孵育时间>40 min 后，电
流趋于平稳。因此，选取 40 min 为最佳靶标孵育时
间。其次，在 ENR 孵育时间为 40 min、Hemin 浓度
为 0.2 mmol/L 的条件下，考察了 TdT 反应时间（15、
30、45、60、75 min）对电流的影响，结果见图 3B。
如图 3B 所示，随着 TdT 反应时间从 15 min 延长至
75 min，电流不断增大，并在 60 min 达到最大，所
以 60 min 为充分反应的最佳时间。最后，在 ENR
孵育时间为 40 min、TdT 反应时间为 60 min 的条件
下，测量了不同 Hemin 浓度（0.1、0.2、0.4、0.6、
0.8 mmol/L）下产生的电流，结果见图 3C。如图 3C
所示，电信号随着 Hemin 浓度的增加而逐渐增加，在浓
