基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器
姜利英等
摘 要 为了检测三磷酸腺苷（ATP）的浓度，利用微系统（MEMS）技术小批量加工薄膜金电极，采用自组装法将巯基修饰的三磷酸腺苷适体固定到金电极表面，以三磷酸腺苷适体作为识别元件，构建了一种基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器。依据核酸磷酸骨架荷负电特性静电排斥
1 引 言
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
CHI660A电化学工作站（美国CHI公司）；
4 结 论
利用薄膜金电极自组装法制备了测量ATP浓度的核酸适体传感器，对传感器的自组装时间及6巯基己醇封闭金电极表面对实验的影响进行了研究，并通过交流阻抗谱技术表征ATP浓度的测量过程。本实验将ATP适体的一端修饰巯基固定在金电极表面，在ATP适体互补链（碱基个数较少）的一端修饰巯基固定在金电极表面，下一步将ATP加入后，电子传递数量大大减少，使测量信号变化更加明显。而且，可以在基础电极上修饰纳米金颗粒，提高传感器的灵敏度，增大线性测量范围。
References
1 Tuerk C， Gold L. Science， 1990， 249： 505-510
2 Huang Y F， Chang H T. Anal. Chem.， 2007， 79（13）： 4852-4859
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富 波， 陈传燕， 王 磊. 化学分析计量 ， 2012， 21（3）： 39-43
8 Li W， Nie Z， Xu X H， Shen Q P， Deng C Y， Chen J H， Yao S Z. Talanta， 2009， 78（3）： 954-958
9 ZHAO ChunLing， HUA Mei， ZHAO XiaoHui， HUANG LiangLiang， FENG YaJuan， NIU SiPeng， FU XueWen， YUAN Cong， YANG YunHui. Chem. J. Chinese Universities， 2013， 34（1）： 61-66
赵春玲， 华 梅， 赵晓慧， 黄亮亮， 冯亚娟， 牛司朋， 符雪文， 袁 聪， 杨云慧. 高等学校化学学报 ， 2013， 34（1）： 61-66
10 Wang Y Y， Liu B. Analyst， 2008， 133（11）： 1593-1598
11 Zuo X L， Song S P， Zhang J， Pan D， Wang L H， Fan C.H. J. Am. Chem. Soc.， 2007， 129（5）： 1042-1043
12 JIANG LiYing， CHEN QingHua， WANG YunLong， CUI GuangZhao. J. Zhengzhou University of Light Industry， 2011， 26（2）： 56-59
姜利英， 陈青华， 王云龙， 崔光照. 郑州轻工业学院学报 ， 2011， 26（2）： 56-59
13 Li B L， Du Y， Wei H. Chem. Commun.， 2007， （36）： 3780-3782
14 YAN YanXia， JIANG LiYing， WANG FenFen， ZHANG Yan， HU Jie. Micro.Tec.， 2013， 50（6）： 371-375
闫艳霞， 姜利英， 王芬芬， 张 艳， 胡 杰. 微纳电子技术 ， 2013， 50（6）： 371-375
15 Wu Y， Wang L， Wang H Y， Zhang X L， Li L. Biosensors and Bioelectronics， 2009， 24（11）： 3269-3274
16 Li H Q， Guo Z H， Wang H， Cui D F， Cai X X. Sensors and Actuators B， 2006， 119（2）： 419-424
17 JIANG LiYing， YAO FeiFei， CHEN QingHua， XIE XiaoPin， CUI GuangZhao. J. Micro.Tec.， 2010， 47（4）： 232-236
姜利英， 姚菲菲， 陈清华， 谢小品， 崔光照. 微纳电子技术 ， 2010， 47（4）： 232-236
18 Fan L F， Zhao G H， Shi H J， Liu M C， Li Z X. Biosensors and Bioelectronics， 2013， 43： 12-18
19 YANG XueYan， CHENG XiaoHong. Yunnan Chem. Tec.， 2013， 40（2）： 16-21
杨雪燕， 程晓红. 云南化工， 2013， 40（2）： 16-21
20 HU HuiLi，LI Ning. Electrochemical Mesurement， Beijing： National Defense Industry Press， 2007： 216-229
胡会利， 李 宁. 电化学测量 . 北京： 国防工业出版社， 2007： 216-229
An Aptamerbased Amperometric Biosensor for Adenosine
Triphosphate Detection Based on Coplanar Thinfilm Gold Electrode
JIANG LiYing*， WANG FenFen， HU Jie， YUE BaoLei， YAN YanXia， CHEN QingHua
（Zhengzhou University of Light Industry， Institute of Electrical and Information Engineering， Zhengzhou 450002， China）
Abstract Thinfilm gold electrodes were fabricated based on MEMS technology. Adenosine triphosphate with mercaptogroup was immobilized on a surface of gold electrode via selfassembly. An aptamerbased amperometric biosensor was constructed to measure the concentration of the ATP that using aptamer as the recognition element based on coplanar thinfilm gold electrode. Adenosine triphosphate was detected by the characteristic impedance changes based on phosphate backbone of nucleic with negatively charge that electrostatic reject [Fe（CN）6]3Symbolm@@ /4Symbolm@@ . Firstly， under the conditions of bare gold electrode and before and after ATP was added and whether 6mercapto1hexanol was closed on electrode and the different selfassembly time （3， 8， 15， 24 and 30 h），the electrode of impedance changes in electrochemical impedance solution was researched with electrochemical Impedance Spectroscopy. The experiments show that the measurable linearity range of adenosine triphosphate is 1-500 nmol/L， the detection limit is 1 nmol/L and the correlation coefficient was 0.9842 when the time of the selfassembly was 24 h and closed gold electrode with 6mercaptohexanol. This electrochemical aptasensor was simplicity and has low detection limit and good repeatability.
Keywords Coplanar thinfilm gold electrode； Electrochemical impedance spectroscopy； Aptasensor； Selfassembly； Adenosine triphosphate
（Received 27 October 2013； accepted 13 January 2014）
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 61002007）
姜利英， 姚菲菲， 陈清华， 谢小品， 崔光照. 微纳电子技术 ， 2010， 47（4）： 232-236
18 Fan L F， Zhao G H， Shi H J， Liu M C， Li Z X. Biosensors and Bioelectronics， 2013， 43： 12-18
19 YANG XueYan， CHENG XiaoHong. Yunnan Chem. Tec.， 2013， 40（2）： 16-21
杨雪燕， 程晓红. 云南化工， 2013， 40（2）： 16-21
20 HU HuiLi，LI Ning. Electrochemical Mesurement， Beijing： National Defense Industry Press， 2007： 216-229
胡会利， 李 宁. 电化学测量 . 北京： 国防工业出版社， 2007： 216-229
An Aptamerbased Amperometric Biosensor for Adenosine
Triphosphate Detection Based on Coplanar Thinfilm Gold Electrode
JIANG LiYing*， WANG FenFen， HU Jie， YUE BaoLei， YAN YanXia， CHEN QingHua
（Zhengzhou University of Light Industry， Institute of Electrical and Information Engineering， Zhengzhou 450002， China）
Abstract Thinfilm gold electrodes were fabricated based on MEMS technology. Adenosine triphosphate with mercaptogroup was immobilized on a surface of gold electrode via selfassembly. An aptamerbased amperometric biosensor was constructed to measure the concentration of the ATP that using aptamer as the recognition element based on coplanar thinfilm gold electrode. Adenosine triphosphate was detected by the characteristic impedance changes based on phosphate backbone of nucleic with negatively charge that electrostatic reject [Fe（CN）6]3Symbolm@@ /4Symbolm@@ . Firstly， under the conditions of bare gold electrode and before and after ATP was added and whether 6mercapto1hexanol was closed on electrode and the different selfassembly time （3， 8， 15， 24 and 30 h），the electrode of impedance changes in electrochemical impedance solution was researched with electrochemical Impedance Spectroscopy. The experiments show that the measurable linearity range of adenosine triphosphate is 1-500 nmol/L， the detection limit is 1 nmol/L and the correlation coefficient was 0.9842 when the time of the selfassembly was 24 h and closed gold electrode with 6mercaptohexanol. This electrochemical aptasensor was simplicity and has low detection limit and good repeatability.
Keywords Coplanar thinfilm gold electrode； Electrochemical impedance spectroscopy； Aptasensor； Selfassembly； Adenosine triphosphate
（Received 27 October 2013； accepted 13 January 2014）
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 61002007）
姜利英， 姚菲菲， 陈清华， 谢小品， 崔光照. 微纳电子技术 ， 2010， 47（4）： 232-236
18 Fan L F， Zhao G H， Shi H J， Liu M C， Li Z X. Biosensors and Bioelectronics， 2013， 43： 12-18
19 YANG XueYan， CHENG XiaoHong. Yunnan Chem. Tec.， 2013， 40（2）： 16-21
杨雪燕， 程晓红. 云南化工， 2013， 40（2）： 16-21
20 HU HuiLi，LI Ning. Electrochemical Mesurement， Beijing： National Defense Industry Press， 2007： 216-229
胡会利， 李 宁. 电化学测量 . 北京： 国防工业出版社， 2007： 216-229
An Aptamerbased Amperometric Biosensor for Adenosine
Triphosphate Detection Based on Coplanar Thinfilm Gold Electrode
JIANG LiYing*， WANG FenFen， HU Jie， YUE BaoLei， YAN YanXia， CHEN QingHua
（Zhengzhou University of Light Industry， Institute of Electrical and Information Engineering， Zhengzhou 450002， China）
Abstract Thinfilm gold electrodes were fabricated based on MEMS technology. Adenosine triphosphate with mercaptogroup was immobilized on a surface of gold electrode via selfassembly. An aptamerbased amperometric biosensor was constructed to measure the concentration of the ATP that using aptamer as the recognition element based on coplanar thinfilm gold electrode. Adenosine triphosphate was detected by the characteristic impedance changes based on phosphate backbone of nucleic with negatively charge that electrostatic reject [Fe（CN）6]3Symbolm@@ /4Symbolm@@ . Firstly， under the conditions of bare gold electrode and before and after ATP was added and whether 6mercapto1hexanol was closed on electrode and the different selfassembly time （3， 8， 15， 24 and 30 h），the electrode of impedance changes in electrochemical impedance solution was researched with electrochemical Impedance Spectroscopy. The experiments show that the measurable linearity range of adenosine triphosphate is 1-500 nmol/L， the detection limit is 1 nmol/L and the correlation coefficient was 0.9842 when the time of the selfassembly was 24 h and closed gold electrode with 6mercaptohexanol. This electrochemical aptasensor was simplicity and has low detection limit and good repeatability.
Keywords Coplanar thinfilm gold electrode； Electrochemical impedance spectroscopy； Aptasensor； Selfassembly； Adenosine triphosphate
（Received 27 October 2013； accepted 13 January 2014）
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 61002007）
摘 要 为了检测三磷酸腺苷（ATP）的浓度，利用微系统（MEMS）技术小批量加工薄膜金电极，采用自组装法将巯基修饰的三磷酸腺苷适体固定到金电极表面，以三磷酸腺苷适体作为识别元件，构建了一种基于共面薄膜金电极的三磷酸腺苷适体传感器。依据核酸磷酸骨架荷负电特性静电排斥
1 引 言
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
CHI660A电化学工作站（美国CHI公司）；
4 结 论
利用薄膜金电极自组装法制备了测量ATP浓度的核酸适体传感器，对传感器的自组装时间及6巯基己醇封闭金电极表面对实验的影响进行了研究，并通过交流阻抗谱技术表征ATP浓度的测量过程。本实验将ATP适体的一端修饰巯基固定在金电极表面，在ATP适体互补链（碱基个数较少）的一端修饰巯基固定在金电极表面，下一步将ATP加入后，电子传递数量大大减少，使测量信号变化更加明显。而且，可以在基础电极上修饰纳米金颗粒，提高传感器的灵敏度，增大线性测量范围。
References
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7 FU Bo， CHEN ChuanYan， WANG Lei. Chem. Anal. & Meterag.， 2012， 21（3）： 39-43
富 波， 陈传燕， 王 磊. 化学分析计量 ， 2012， 21（3）： 39-43
8 Li W， Nie Z， Xu X H， Shen Q P， Deng C Y， Chen J H， Yao S Z. Talanta， 2009， 78（3）： 954-958
9 ZHAO ChunLing， HUA Mei， ZHAO XiaoHui， HUANG LiangLiang， FENG YaJuan， NIU SiPeng， FU XueWen， YUAN Cong， YANG YunHui. Chem. J. Chinese Universities， 2013， 34（1）： 61-66
赵春玲， 华 梅， 赵晓慧， 黄亮亮， 冯亚娟， 牛司朋， 符雪文， 袁 聪， 杨云慧. 高等学校化学学报 ， 2013， 34（1）： 61-66
10 Wang Y Y， Liu B. Analyst， 2008， 133（11）： 1593-1598
11 Zuo X L， Song S P， Zhang J， Pan D， Wang L H， Fan C.H. J. Am. Chem. Soc.， 2007， 129（5）： 1042-1043
12 JIANG LiYing， CHEN QingHua， WANG YunLong， CUI GuangZhao. J. Zhengzhou University of Light Industry， 2011， 26（2）： 56-59
姜利英， 陈青华， 王云龙， 崔光照. 郑州轻工业学院学报 ， 2011， 26（2）： 56-59
13 Li B L， Du Y， Wei H. Chem. Commun.， 2007， （36）： 3780-3782
14 YAN YanXia， JIANG LiYing， WANG FenFen， ZHANG Yan， HU Jie. Micro.Tec.， 2013， 50（6）： 371-375
闫艳霞， 姜利英， 王芬芬， 张 艳， 胡 杰. 微纳电子技术 ， 2013， 50（6）： 371-375
15 Wu Y， Wang L， Wang H Y， Zhang X L， Li L. Biosensors and Bioelectronics， 2009， 24（11）： 3269-3274
16 Li H Q， Guo Z H， Wang H， Cui D F， Cai X X. Sensors and Actuators B， 2006， 119（2）： 419-424
17 JIANG LiYing， YAO FeiFei， CHEN QingHua， XIE XiaoPin， CUI GuangZhao. J. Micro.Tec.， 2010， 47（4）： 232-236
姜利英， 姚菲菲， 陈清华， 谢小品， 崔光照. 微纳电子技术 ， 2010， 47（4）： 232-236
18 Fan L F， Zhao G H， Shi H J， Liu M C， Li Z X. Biosensors and Bioelectronics， 2013， 43： 12-18
19 YANG XueYan， CHENG XiaoHong. Yunnan Chem. Tec.， 2013， 40（2）： 16-21
杨雪燕， 程晓红. 云南化工， 2013， 40（2）： 16-21
20 HU HuiLi，LI Ning. Electrochemical Mesurement， Beijing： National Defense Industry Press， 2007： 216-229
胡会利， 李 宁. 电化学测量 . 北京： 国防工业出版社， 2007： 216-229
An Aptamerbased Amperometric Biosensor for Adenosine
Triphosphate Detection Based on Coplanar Thinfilm Gold Electrode
JIANG LiYing*， WANG FenFen， HU Jie， YUE BaoLei， YAN YanXia， CHEN QingHua
（Zhengzhou University of Light Industry， Institute of Electrical and Information Engineering， Zhengzhou 450002， China）
Abstract Thinfilm gold electrodes were fabricated based on MEMS technology. Adenosine triphosphate with mercaptogroup was immobilized on a surface of gold electrode via selfassembly. An aptamerbased amperometric biosensor was constructed to measure the concentration of the ATP that using aptamer as the recognition element based on coplanar thinfilm gold electrode. Adenosine triphosphate was detected by the characteristic impedance changes based on phosphate backbone of nucleic with negatively charge that electrostatic reject [Fe（CN）6]3Symbolm@@ /4Symbolm@@ . Firstly， under the conditions of bare gold electrode and before and after ATP was added and whether 6mercapto1hexanol was closed on electrode and the different selfassembly time （3， 8， 15， 24 and 30 h），the electrode of impedance changes in electrochemical impedance solution was researched with electrochemical Impedance Spectroscopy. The experiments show that the measurable linearity range of adenosine triphosphate is 1-500 nmol/L， the detection limit is 1 nmol/L and the correlation coefficient was 0.9842 when the time of the selfassembly was 24 h and closed gold electrode with 6mercaptohexanol. This electrochemical aptasensor was simplicity and has low detection limit and good repeatability.
Keywords Coplanar thinfilm gold electrode； Electrochemical impedance spectroscopy； Aptasensor； Selfassembly； Adenosine triphosphate
（Received 27 October 2013； accepted 13 January 2014）
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 61002007）
姜利英， 姚菲菲， 陈清华， 谢小品， 崔光照. 微纳电子技术 ， 2010， 47（4）： 232-236
18 Fan L F， Zhao G H， Shi H J， Liu M C， Li Z X. Biosensors and Bioelectronics， 2013， 43： 12-18
19 YANG XueYan， CHENG XiaoHong. Yunnan Chem. Tec.， 2013， 40（2）： 16-21
杨雪燕， 程晓红. 云南化工， 2013， 40（2）： 16-21
20 HU HuiLi，LI Ning. Electrochemical Mesurement， Beijing： National Defense Industry Press， 2007： 216-229
胡会利， 李 宁. 电化学测量 . 北京： 国防工业出版社， 2007： 216-229
An Aptamerbased Amperometric Biosensor for Adenosine
Triphosphate Detection Based on Coplanar Thinfilm Gold Electrode
JIANG LiYing*， WANG FenFen， HU Jie， YUE BaoLei， YAN YanXia， CHEN QingHua
（Zhengzhou University of Light Industry， Institute of Electrical and Information Engineering， Zhengzhou 450002， China）
Abstract Thinfilm gold electrodes were fabricated based on MEMS technology. Adenosine triphosphate with mercaptogroup was immobilized on a surface of gold electrode via selfassembly. An aptamerbased amperometric biosensor was constructed to measure the concentration of the ATP that using aptamer as the recognition element based on coplanar thinfilm gold electrode. Adenosine triphosphate was detected by the characteristic impedance changes based on phosphate backbone of nucleic with negatively charge that electrostatic reject [Fe（CN）6]3Symbolm@@ /4Symbolm@@ . Firstly， under the conditions of bare gold electrode and before and after ATP was added and whether 6mercapto1hexanol was closed on electrode and the different selfassembly time （3， 8， 15， 24 and 30 h），the electrode of impedance changes in electrochemical impedance solution was researched with electrochemical Impedance Spectroscopy. The experiments show that the measurable linearity range of adenosine triphosphate is 1-500 nmol/L， the detection limit is 1 nmol/L and the correlation coefficient was 0.9842 when the time of the selfassembly was 24 h and closed gold electrode with 6mercaptohexanol. This electrochemical aptasensor was simplicity and has low detection limit and good repeatability.
Keywords Coplanar thinfilm gold electrode； Electrochemical impedance spectroscopy； Aptasensor； Selfassembly； Adenosine triphosphate
（Received 27 October 2013； accepted 13 January 2014）
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 61002007）
姜利英， 姚菲菲， 陈清华， 谢小品， 崔光照. 微纳电子技术 ， 2010， 47（4）： 232-236
18 Fan L F， Zhao G H， Shi H J， Liu M C， Li Z X. Biosensors and Bioelectronics， 2013， 43： 12-18
19 YANG XueYan， CHENG XiaoHong. Yunnan Chem. Tec.， 2013， 40（2）： 16-21
杨雪燕， 程晓红. 云南化工， 2013， 40（2）： 16-21
20 HU HuiLi，LI Ning. Electrochemical Mesurement， Beijing： National Defense Industry Press， 2007： 216-229
胡会利， 李 宁. 电化学测量 . 北京： 国防工业出版社， 2007： 216-229
An Aptamerbased Amperometric Biosensor for Adenosine
Triphosphate Detection Based on Coplanar Thinfilm Gold Electrode
JIANG LiYing*， WANG FenFen， HU Jie， YUE BaoLei， YAN YanXia， CHEN QingHua
（Zhengzhou University of Light Industry， Institute of Electrical and Information Engineering， Zhengzhou 450002， China）
Abstract Thinfilm gold electrodes were fabricated based on MEMS technology. Adenosine triphosphate with mercaptogroup was immobilized on a surface of gold electrode via selfassembly. An aptamerbased amperometric biosensor was constructed to measure the concentration of the ATP that using aptamer as the recognition element based on coplanar thinfilm gold electrode. Adenosine triphosphate was detected by the characteristic impedance changes based on phosphate backbone of nucleic with negatively charge that electrostatic reject [Fe（CN）6]3Symbolm@@ /4Symbolm@@ . Firstly， under the conditions of bare gold electrode and before and after ATP was added and whether 6mercapto1hexanol was closed on electrode and the different selfassembly time （3， 8， 15， 24 and 30 h），the electrode of impedance changes in electrochemical impedance solution was researched with electrochemical Impedance Spectroscopy. The experiments show that the measurable linearity range of adenosine triphosphate is 1-500 nmol/L， the detection limit is 1 nmol/L and the correlation coefficient was 0.9842 when the time of the selfassembly was 24 h and closed gold electrode with 6mercaptohexanol. This electrochemical aptasensor was simplicity and has low detection limit and good repeatability.
Keywords Coplanar thinfilm gold electrode； Electrochemical impedance spectroscopy； Aptasensor； Selfassembly； Adenosine triphosphate
（Received 27 October 2013； accepted 13 January 2014）
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China （No. 61002007）
