电化学生物传感中的生物识别元件与信号放大策略

摘要 电化学生物传感器在小分子物质、蛋白质、酶、核酸、外泌体、循环肿瘤细胞、细菌和病毒等生物靶标的检测研究领域中备受关注。为实现生物靶标的高灵敏、高选择性电化学检测，需采用多种特异性生物识别元件和高效信号放大策略。本文归纳总结了电化学生物传感中典型的生物识别元件与信号放大策略。依据生物识别元件与靶标的作用方式，分别介绍了酶-底物型和受体-配体型电化学生物传感器，着重介绍了核酸类靶标与非核酸类靶标电化学检测中的生物识别元件；围绕生物靶标的高灵敏检测，重点介绍了基于等温核酸扩增、催化反应、功能纳米载体以及聚合物材料的信号放大策略在电化学生物传感中的应用，讨论了电化学生物传感器实际应用面临的诸多挑战，并展望了该领域的发展趋势。

关键词 电化学生物传感器；生物识别元件；信号放大；评述

电化学生物传感器是一类将发生在电极上的分子识别事件（如亲和识别和酶促催化）转变为电信号（如电流、电位和阻抗）进而实现对生物靶标定量分析的器件，具有测量范围宽、易于集成和微小型化、灵敏度和选择性高、仪器设备简单且便携、响应时间短等优势，在医学诊断、健康护理和环境监测等方面展示出良好的应用前景[1-4]。电化学生物传感器主要由电极及其表面固定化的生物识别元件（BRE）构成。对于电化学生物传感器，选择性和灵敏度是评价其性能的两个关键指标。围绕生物靶标的高选择性检测，常用的BRE 有核酸（含核酸适体）、抗体及其片段（如纳米抗体）、酶和多肽（含底物肽和亲和肽）等[5-8]；为实现生物靶标的高灵敏电化学检测，研究人员利用等温核酸扩增、催化反应（含酶促催化和非酶促催化）、功能纳米载体（如富碳纳米材料和无机纳米粒子）以及聚合物材料（天然和人工合成）对检测信号进行放大[9-12]。本文对近年来电化学生物传感中的BRE 与信号放大策略的研究进展进行了系统的归纳与总结，以期为电化学生物器的发展提供参考。

1 生物识别元件

BRE 与靶标间的相互作用可分为酶-底物型和受体-配体型这两大类。酶-底物型利用酶对底物的特异性识别对酶活性或底物进行检测，如以葡萄糖氧化酶（GOx）和过氧化氢酶（CAT）修饰的酶电极分别对葡萄糖和H2O2 浓度进行检测，或以底物肽作为BRE 对激酶、蛋白酶和磷酸酶活性进行检测。受体-配体型利用BRE 与靶标之间的亲和识别作用（即捕获）对靶标进行检测，包括核酸分子杂交、转录因子与DNA 结合、抗原-抗体免疫识别、核酸适体或亲和肽对靶标的识别等。受体-配体型识别方式通常用于对靶标浓度进行定量分析，而酶-底物型识别更适用于酶活性检测。酶（如凝血酶）的活性水平较其浓度更具有临床意义，在酶分子与抑制剂结合或辅因子浓度过低等情况下，即使酶的总量未发生改变，其催化活性也会发生显著变化[13-14]。因此，在酶类生物靶标的检测中应优先选用酶-底物型识别模式。

1.1 酶-底物型

酶对底物识别的特异性可分为4 类：绝对特异性、基团特异性、键特异性和立体化学特异性。绝对特异性可被视为酶对某一特定底物的排他性作用，如乳糖酶只能催化乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，葡萄糖激酶只能催化葡萄糖磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸。基团特异性是指酶能催化含有某一特定官能团（如羟基、磷酸基团和甲基等）的分子发生反应，如胃蛋白酶可水解切割疏水性氨基酸残基之间的肽键并识别苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）和酪氨酸（Tyr）等芳香族侧链，己糖激酶（HK）可催化葡萄糖和甘露糖等己糖的磷酸化反应，碱性磷酸酶（ALP）和酸性磷酸酶（ACP）能催化众多含磷酸基团的底物发生脱磷酸化反应。键特异性是指酶能识别特定的化学键类型（如肽键）。立体化学特异性是指酶仅对底物的某种特定光学活性敏感，如β-糖苷酶仅能水解纤维素中的β-糖苷键，而不能水解α-糖苷键。利用酶对底物的特异性识别，既可将酶作为BRE 对其底物进行高选择性检测，也可将特定底物作为BRE 对酶活性进行高选择性检测。而且，得益于酶对其底物的高效催化活性，酶-底物型电化学生物传感器通常具有很高的检测灵敏度。

Updike 等[15]将GOx 修饰到电极表面，催化葡萄糖与O2 反应产生葡萄糖酸与H2O2，通过测定生成的H2O2，实现了对葡萄糖的高选择性电化学检测。Kumar 等[16]利用乳酸脱氢酶（LDH）修饰的丝网印刷电极（SPE）对汗液中的乳酸盐进行电化学检测，检出限（LOD）为0.1 mmol/L。Chen 等[17]利用乙酰胆碱酯酶（AChE）修饰的酶电极，借助于电化学阻抗谱（EIS）对乙酰胆碱进行高灵敏、高选择性检测。Roberts等[18]以近端含有4 个阴离子谷氨酸（Glu）残基且远端含有4 个阳离子赖氨酸（Lys）残基的底物肽作为固定化BRE，以六胺合钌（[Ru（NH3）6]3+）作为电活性探针，通过比较多肽酶促切割前后的电流信号大小，实现对前列腺特异性抗原（PSA）的高灵敏、高选择性检测， LOD 为1.0 pmol/L。Liu 等[19]以末端修饰有电活性二茂铁（Fc）探针的多肽作为BRE，对基质金属蛋白酶7（MMP7）活性进行电化学检测， LOD 低至3.4 pmol/L。Wang 等[20]以底物肽为固定化BRE，其特定位点的丝氨酸（Ser）残基被磷酸化后会促进[Ru（NH3）6]3+与电极表面的电荷转移，实现了对蛋白激酶a（PKA）活性的高灵敏、高选择性检测， LOD为0.1 mU/mL。Song 等[21]以底物肽为固定化BRE，以γ位含有Fc 探针的ATP（Fc-ATP）为共底物，在蛋白激酶c（PKC）催化底物肽磷酸化的过程中，共底物上的Fc 探针会转移到底物肽上，实现对PKC 活性的电化学检测。

1.2 受体-配体型

受体-配体型电化学生物传感器主要是利用固定化BRE（即受体）对靶标（即配体）进行特异性识别与捕获，如基于核酸分子杂交反应的电化学DNA/RNA 生物传感器、基于抗原-抗体识别的电化学免疫传感器以及基于核酸适体/亲和肽的电化学生物传感器等。受体与配体之间的亲和识别主要依赖于氢键、静电作用、疏水效应和范德华力等分子间非共价相互作用（即超分子作用力），具有很好的可逆性；但其结合强度易受温度和离子强度等因素影响。核酸类靶标可通过核酸分子杂交反应特异性识别与捕获，而非核酸类靶标（如小分子物质、蛋白质、外泌体、循环肿瘤细胞（CTCs）、细菌和病毒）主要通过抗体、核酸适体以及亲和肽捕获。根据生物靶标的类型，本文将从核酸类靶标与非核酸类靶标检测的角度分别介绍电化学生物传感中的BRE。

1.2.1 核酸类靶标的电化学检测

核酸是由许多核苷酸单体彼此通过3′，5′-磷酸二酯键共价连接而成的电负性生物大分子。DNA 是主要的遗传物质， RNA 是埃博拉病毒等RNA 病毒的遗传物质。由于遗传物质具有种属/个体特异性，并且基因突变可能影响蛋白质和酶的结构与功能进而引发疾病，因此，可通过核酸分析对疾病进行筛查甚至早期诊断以及病原微生物鉴定。此外，基于循环肿瘤DNA（ctDNA）、微小RNA（microRNA）等游离核酸的液体活检，在疾病的筛查与诊断等方面也备受关注[22-23]。针对核酸类靶标的高选择性检测，主要基于Watson-Crick 碱基互补配对原则，将与靶序列互补配对的核酸片段作为BRE[24]。例如， Pareek 等[25]以互补单链DNA（ssDNA）片段作为固定化BRE，以亚甲基蓝（MB）作为电活性探针，对人乳头瘤病毒16（HPV-16）DNA 进行高选择性检测。为进一步提高选择性乃至实现单核苷酸多态性分析，研究人员相继开发出发卡DNA[26]、肽核酸（PNA）[27]、锁核酸（LNA）[28]和磷酰二胺吗啉代寡核苷酸（PMO）[29]等核酸类似物，作为核酸检测的BRE。

发卡DNA 是根据分子信标原理设计的一种单链核酸探针，其两端的碱基序列互补配对，常温下呈茎环结构，具有选择性好、结构简单和可重复使用等特点[30]。如图1 所示，将发卡DNA 作为BRE 对核酸进行电化学检测时，通常在其一端修饰巯基等官能团（用于电极表面固定化），另一端（远端）修饰电活性探针（如Fc 和MB）[3]。Fan 等[31]将远端修饰有Fc 探针的发卡DNA 作为BRE，借助于靶标与发卡DNA杂交将发卡环打开，导致源自Fc 探针的氧化电流下降，据此实现对DNA 的高选择性电化学检测（LOD 为10 pmol/L）。随着靶标浓度增大，此类电化学DNA 生物传感器的响应电流信号相应降低。该类方法属于“信号减弱”型方法，易产生假阳性结果。为克服上述缺陷， Hu 等[32]将末端修饰有叠氮基团（—N3）的发卡DNA 固定在电极表面，与靶标杂交后，借助于点击化学反应将含有炔基（—C≡C）的Fc 探针连接到电极表面，实现了对DNA 的“信号增强”型检测， LOD 为0.296 pmol/L。由于电负性脱氧核糖磷酸骨架之间存在静电排斥，类似于传统ssDNA 探针，以发卡DNA 作为BRE 时，存在电极表面探针组装密度低以及与靶标杂交效率低等不足。

PNA 是一种人工合成的电中性核酸类似物，通过采用不携带电荷的N-（2-氨乙基）-甘氨酸（N-2-AEG）骨架替换DNA 分子的电负性脱氧核糖磷酸骨架获得[33]。PNA 既能与互补单链核酸片段杂交形成稳定的双螺旋，也能经由螺旋入侵的方式与dsDNA 的大沟稳定结合[34]。PNA 与互补单链核酸间的杂交反应呈现以下特征：①分子骨架呈电中性，在电极表面能形成更加致密的单分子层，与电负性核酸片段间结合时无静电排斥，可形成更加稳定的双螺旋，杂交效率显著提升，并且形成的双螺旋具有更高的热稳定性[35]；②能有效区分单碱基错配，可用于单核苷酸多态性分析；③连接N-2-AEG 单元间的酰胺键不同于磷酸二酯键或肽键，可抗核酸酶和蛋白酶水解；④与单链核酸间的结合不受溶液离子强度的影响，在Mg2+不存在时也能与互补单链核酸发生高效杂交反应。Li 等[36]以PNA 为BRE，实现了对SARS-CoV-2病毒RNA 的高选择性电化学检测， LOD 为0.38 fmol/L。Hu 等[37]以PNA 为BRE，将氨基二茂铁直接修饰到被PNA 探针捕获的靶标的5′端游离磷酸基上，实现了对DNA 的快速检测。但是，相较于ssDNA 探针，目前PNA 探针存在合成费用高等不足。

LNA 是一种修饰过的RNA， RNA 分子中的部分β-D-呋喃核糖的2′-O 与4′-C 被氧亚甲基“桥”共价连接在一起，不仅有效降低了呋喃核糖环的柔韧性，也在一定程度上提升了磷酸骨架局部结构的稳定性[38]。LNA 能与单链核酸杂交形成稳定的双螺旋，具有抗酶解能力强和水溶性好等特性[39]。研究发现，DNA 同源双螺旋中的单碱基错配会使其解链温度（Tm）下降4～16 ℃，而LNA/DNA 异源双螺旋中的单碱基错配会使Tm 下降约20 ℃。因此， LNA 与单链核酸杂交呈现更高的特异性。Chen 等[40]以LNA 为BRE、MB 为杂交反应指示探针，对DNA 进行电化学检测， LOD 为0.94 pmol/L。Lin 等[41]以LNA 为BRE、苯甲酸双核铜（Ⅱ）配合物为杂交反应指示探针（其能插入到LNA/DNA 异源双螺旋中），对DNA 进行高选择性电化学检测， LOD 为0.1 pmol/L。由于存在静电排斥， LNA 探针与靶标间的杂交反应也存在效率较低等不足。

PMO 为第三代反义寡核苷酸，可阻断蛋白质翻译，进而达到抑制靶基因功能的目的，其骨架由亚甲基吗啉环与磷酰键连接而成[42]。PMO 能与单链核酸杂交形成稳定的异源双螺旋，与电负性核酸片段间结合时无静电排斥，并能更好地抵抗核酸酶水解[43]。与PNA 相比， PMO 具有更好的水溶性。目前，PMO 已被用于核酸的电化学检测[44]。例如， Tercero 等[29]以PMO 为BRE，通过测量杂交反应前后界面电容的变化，实现了对DNA 的快速检测。Li 等[45]将PMO 修饰在纳米通道表面，以[Fe（CN）6]3–为电活性探针，通过测量杂交反应引起的电流变化，实现了DNA 的免标记型检测， LOD 为0.1 nmol/L。然而， PMO的合成费用较高。

1.2.2 非核酸类靶标的电化学检测

针对有机小分子物质（如ATP 和氨基酸）、蛋白质（如糖化血红蛋白和甲胎蛋白）、外泌体、CTCs、细菌（如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）和病毒（如HIV 病毒和天花病毒）等非核酸类靶标的亲和型电化学检测，常用的BRE 包括抗体、核酸适体以及亲和肽等。

基于抗体的高特异性识别，电化学免疫传感器在非核酸类靶标的检测中广泛应用[6，46]。由于抗原-抗体结合会阻碍界面电荷转移，可将抗体修饰到电极表面，以[Fe（CN）6]4–/3–为电活性探针，通过测量免疫识别所引起的电信号变化，分别实现了对大肠杆菌O157∶H7 和癌胚抗原（CEA）的阻抗型和伏安型检测，LOD 分别为106 cfu/mL 和3.0 fg/mL[47-48]。由于抗体具有制备过程复杂且批间差异大、稳定性差、价格高昂以及不易修饰等缺点，研究人员提出以核酸适体和亲和肽作为非核酸类靶标亲和捕获的BRE。

核酸适体是一类由20～100 个碱基组成的单链DNA 或RNA 片段，通常经由指数富集的配体系统进化技术（SELEX）从核酸文库中体外筛选获得[49-50]，能够与有机小分子（如抗生素）[51]、蛋白质（如凝血酶）[52]、外泌体[53]、CTCs[54]、细菌（如霍乱弧菌）[55]以及病毒（如SARS-CoV-2 病毒）[56]等靶标特异性结合。由于核酸适体可人工合成且具有价格低廉、批间差异极小和热稳定性好等优势[57-58]，在电化学生物传感领域备受关注[59-60]。例如，研究人员以末端修饰有Fc 探针的核酸适体作为固定化BRE，分别对凝血酶[61]和ATP[62]进行电化学检测， LOD 分别为0.5 和10 nmol/L。还可将核酸适体作为固定化BRE，采用EIS 对CTC[63]和SARS-CoV-2 病毒[64]进行检测， LOD 分别为10 和1000 particle/mL。Zhong 等[65]构建了一种伏安型电化学适体传感器，实现了对黄曲霉毒素B1 的高选择性检测， LOD 为1.82 pg/mL。Min 等[66]分别以RNA 和DNA 核酸适体为固定化BRE，对γ-干扰素进行阻抗型检测， LOD 达到pmol/L 量级。Wan 等[67]以核酸适体为固定化BRE，借助于硼酸盐亲和作用将Fc 探针标记到糖化白蛋白（GA）的非酶促糖基化位点上，实现了高选择性检测（该电化学适体传感器可有效区分GA 与人血清白蛋白）， LOD 为45.5 ng/mL。然而，核酸适体在生物基质中易被快速降解，与抗体相比，核酸适体的结构稳定性仍需进一步提升。

蛋白质分子之间以及抗原-抗体之间的结合通常是通过局部肽段上数个氨基酸残基之间的非共价相互作用实现的[68]。虽然某些多肽的序列与抗原的天然表位存在差异，但结合抗体或配体的方式一致，此类具有关键氨基酸残基的多肽通常被称为模拟表位[69]。因此，可将亲和肽作为抗体的替代物，对非核酸类靶标进行高选择性检测。类似于核酸适体，亲和肽具有可人工合成、价格低、批间差异极小以及热稳定性好等优势。研究人员以亲和肽作为固定化BRE，分别对脂多糖（LPS）（LOD 为0.08 pg/mL）[70]、中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白（ NGAL） （ LOD 为1.74 ng/mL） [ 71]、利妥昔单抗（ RitMab） （ LOD 为35.26 ng/mL）[72]和诺如病毒（LOD 为7.8 copies/mL）[73]进行阻抗型检测。然而，亲和肽存在易酶解以及结构稳定性差等不足。

2 信号放大策略

在恶性肿瘤的早期诊断以及疫情防控等方面，特定生物靶标的浓度可能处于很低的水平。例如，循环肿瘤DNA（ctDNAs）在人血浆中的总浓度仅约为3.0～21.0 amol/L[74]，并且其中与特定疾病相关的某种ctDNA 片段的丰度通常低于1%。为实现低浓度生物靶标的高灵敏电化学检测，通常需要采用等温核酸扩增技术[75-76]、催化反应[77-78]、功能纳米载体[79-80]以及聚合物材料[81-82]等多种策略放大检测信号。

2.1 基于等温核酸扩增技术的信号放大策略

随着分子生物学的发展，基于滚环扩增（RCA）、环介导等温扩增（LAMP）、重组酶聚合酶扩增（RPA）和CRISPR/Cas 系统的等温核酸扩增技术在生物靶标的高灵敏电化学检测中引起了广泛关注[83-84]。Chaibun 等[85]以互补ssDNA 片段为BRE，借助RCA 在电极表面引入大量的电活性探针，对SARS-CoV-2病毒N 和S 基因片段实现了高灵敏检测， LOD 为1000 fragment/mL。Kim 等[86]以互补ssDNA 片段为固定化BRE，基于RPA 的信号放大策略，对SARS-CoV-2 病毒的RdRP 和S 基因片段进行高灵敏电化学检测，LOD 低至fg/μL 数量级。Chen 等[87]以核酸适体为固定化BRE，基于CRISPR/Cas12a 的信号放大作用，实现了对心肌肌钙蛋白I（cTnI）的高灵敏电化学检测（LOD 为10 pg/mL）。与聚合酶链式反应（PCR）相比，上述等温核酸扩增技术具有无需热循环等优势；然而，基于RCA、LAMP、RPA 和CRISPR/Cas 系统的等温核酸扩增均需要使用酶，存在成本高、稳定性差等不足。为了克服上述缺陷，研究人员提出将催化发夹组装（CHA）等不依赖酶的等温核酸扩增技术用于信号放大，其具有生物相容性好、反应体系简单和反应条件温和等特性[88]。例如， Zhu 等[89]以互补ssDNA 片段为固定化BRE，借助CHA 在电极表面引入大量的[Ru（NH3）6]3+探针，实现了对microRNA 的高灵敏电化学检测， LOD 为5.24 amol/L。

2.2 基于催化反应的信号放大策略

基于催化反应的信号放大可分为酶促催化和非酶促催化这两类。其中，酶促催化是采用天然酶（如核酸外切酶、辣根过氧化物酶（HRP）、ALP、GOx 和切刻内切酶）进行信号放大。天然酶具有催化效率高和反应条件温和等优点，在生物靶标的高灵敏电化学检测中广泛应用。例如， Fang 等[90]以互补ssDNA片段为BRE，其与靶标杂交后，通过锌指蛋白ZNF346 对DNA/RNA 异源双螺旋的识别作用将ALP 引入电极表面，实现了对microRNA 的高灵敏检测， LOD 为2.0 fmol/L。Wei 等[91]以远端修饰有荧光素的发卡DNA 为BRE，其与靶标杂交后，利用抗荧光素抗体与荧光素间的特异性识别将HRP 引入电极表面，实现了对RNA 的高灵敏检测， LOD 为0.4 fmol/L。Hwang 等[92]构建了一种“夹心型”电化学DNA 生物传感器，借助ALP 介导的酶促银沉积，对DNA 进行高灵敏检测， LOD 为0.1 fmol/L。Salam 等[93]构建了一种夹心型电化学免疫传感器，借助HRP 的生物催化作用，对鼠伤寒沙门杆菌进行高灵敏检测， LOD 为20 CFU/mL。Huang 等[94]构建了一种夹心型电化学免疫传感器，借助于多聚HRP（PolyHRP）的信号放大作用，实现了对神经纤维丝轻链（NEFL）和白细胞介素6（IL-6）的高灵敏检测（图2）， LOD 分别为5.22 和3.69 pg/mL。然而，将天然酶用于信号放大的策略存在检测成本高、稳定性差（天然酶易发生变性失活）以及酶分子标记过程复杂等不足。鉴于此，近年来，基于金属卟啉类仿生催化剂[95]、纳米酶[96]以及含过渡金属元素的电催化剂[97]的非酶促催化已被大量应用于生物靶标的高灵敏电化学检测。例如， Peng 等[98]构建了一种电化学免疫传感器，借助于G-四链体/hemin 复合物的高效电催化活性，实现了对CTC 的高灵敏检测， LOD 为8 cell/mL。Hu 等[99]以PNA 作为固定化BRE，借助于氯化高铁血红素（Hematin）介导的银沉积，对DNA 进行高灵敏电化学检测， LOD 为62.41 amol/L。Kwon 等[100]构建了一种夹心型电化学DNA 生物传感器，借助于Pt 纳米粒子（PtNP）对肼的高效电催化活性，实现了对DNA 的高灵敏检测， LOD为100 pmol/L。

2.3 基于功能纳米载体的信号放大策略

纳米材料（如碳纳米管、金属纳米粒子和有机框架材料）具有极高的比表面积，其表面或内部可携带大量的电活性探针（如[Ru（NH3）6]3+）。因此，通过使用功能纳米载体，可引入大量电活性探针，实现对生物靶标的高灵敏检测。例如， Cheng 等[101]以核酸适体作为固定化BRE，待其捕获靶外泌体后，进一步利用核酸适体对外泌体表面蛋白分子的特异性识别引入表面负载有大量MB 探针的金纳米粒子（AuNP），对外泌体进行高灵敏检测， LOD 为158 particle/μL。Xu 等[102]以底物肽为固定化BRE，通过AuNP 在电极表面引入大量[Ru（NH3）6]3+探针，对PKA 活性进行高灵敏检测， LOD 为150 mU/mL。Zhang 等[103]构建了一种夹心型电化学免疫传感器，利用共价有机框架（COF）将大量甲苯胺蓝探针引入电极表面，对cTnI 进行高灵敏检测， LOD 为0.17 pg/mL。

2.4 基于聚合物材料的信号放大策略

聚合物的分子链由大量单体或结构单元共价连接而成。利用聚合物材料（含天然的和人工合成的）将大量电活性探针引入电极表面，可实现对生物靶标的高灵敏检测[104-109]。由于原子转移自由基聚合（ATRP）[110]和可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合[111]等可逆失活自由基聚合（RDRP）技术具有调控方式丰富、反应条件温和和分子设计能力强等优良特性[112]， Hu 研究组在利用RDRP 技术引入大量的电活性探针对生物靶标进行高灵敏电化学检测方面开展了一系列研究工作。例如，将底物肽作为固定化BRE，以甲基丙烯酸二茂铁基甲酯（FcMMA）为单体，借助热引发RAFT 聚合（以水溶性偶氮盐2，2′-偶氮双[2-（2-咪唑啉-2-基）丙烷]二盐酸盐（VA-044）为自由基引发剂）[13]和电化学调控RAFT 聚合（以芳基重氮盐BrPhN2+为电子转移媒介体）[113]在电极表面引入大量Fc 探针，分别实现了对凝血酶活性和PKA 活性的高灵敏检测；以核酸适体为固定化BRE， FcMMA 为单体，借助电化学调控ATRP（eATRP，通过硼酸盐亲和作用将ATRP 引发剂标记到靶标的聚糖链上）实现了对甲胎蛋白（AFP）[114]、CEA[115]、LPS[116]和曲妥珠单抗（TraMab）[117]的高灵敏电化学检测， LOD 低至pg/mL 甚至fg/mL 量级。为了进一步简化操作流程，他们还提出直接将多糖类天然聚合物材料用于信号放大，以PNA 为固定化BRE，借助于多糖将大量Fc探针引入电极表面，实现了对DNA 的高灵敏检测[118]。

由于糖蛋白（如AFP、CEA、人绒毛膜促性腺激素、抗体和凝集素）、外泌体、CTCs、细菌和病毒等生物靶标上均携带有聚糖链且聚糖链上的顺式1，2-和1，3-二醇位点可与苯硼酸（PBA）基团选择性共价交联[61]，因此，可通过硼酸盐亲和作用将电活性探针标记到相关靶标的聚糖链上，对其进行高灵敏电化学检测。受此启发， Hu 研究组利用核酸适体对靶标进行捕获，并通过硼酸盐亲和作用将大量Fc 探针标记到靶标的聚糖链上，实现了对AFP[119]和LPS[120]的高灵敏电化学检测， LOD 分别为0.037 ng/mL 和0.34 pg/mL。为进一步提高传感器的抗干扰性能和重现性，他们以近端修饰有MB 探针的核酸适体作为固定化BRE，通过将大量Fc 探针标记到靶标的聚糖链上，分别实现了对CA15-3[ 121]和贝伐珠单抗（BevMab）[122]的高灵敏比率型电化学检测，检测原理如图3 所示。此外， Lv 等[123]以亲和肽为固定化BRE，对人绒毛膜促性腺激素（hCG）进行特异性识别与捕获，利用NaIO4 将靶标聚糖链上的邻位羟基位点氧化为醛基，生成的醛基进一步将Ag+还原成金属Ag，并原位沉积在电极表面，对金属Ag 进行Ag/AgCl固态伏安溶出分析，进而实现对hCG 的高灵敏电化学检测， LOD 为0.45 mIU/mL。借助靶标自身携带的聚糖链引入大量电活性探针的策略具有成本低、操作简便和检测时间短等优良特性，在携带有聚糖链的生物靶标的即时检验（POCT）中具有良好的应用前景。

3 结论与展望

本文归纳总结了电化学生物传感中常用的BRE 与信号放大策略，着重介绍了近年来电化学生物传感器在有机小分子、蛋白质（含酶）、核酸、外泌体、CTCs、细菌和病毒等生物靶标检测中的研究和应用进展。相较于传统的基于质谱与光谱原理的仪器分析方法，电化学生物传感器具有测量范围宽、易于集成与微小型化、灵敏度和选择性高、仪器设备简单且便携、响应速度快等优势，在医学诊断、健康护理和环境监测等领域展示出巨大的应用前景。利用酶-底物或受体-配体间的特异性识别，可实现相应靶标的高选择性检测。其中，酶-底物型识别可用于酶活性以及底物浓度的检测，而受体-配体型识别只能用于检测靶标浓度。得益于天然酶的高特异性和高催化效率，基于酶-底物识别的电化学生物传感器通常具有灵敏度高和可靠性好等优点。在受体-配体型电化学生物传感方面，核酸类靶标可通过Watson-Crick 碱基互补配对原则利用互补的单链探针捕获，而非核酸类靶标利用抗体、核酸适体或亲和肽识别与捕获。借助核酸分子杂交和抗原-抗体免疫识别，可实现相应靶标的可靠识别与捕获；相较而言，核酸适体和亲和肽的结构稳定性较差且易酶解，在实际样品中对靶标识别的可靠性尚不理想。围绕生物靶标的高灵敏电化学检测，现有策略主要是将等温核酸扩增、催化反应、功能纳米载体或聚合物材料引入电极界面实现信号放大。然而，除了经典的葡萄糖酶电极已成功实现商业化并已被广泛应用于血糖的日常分析外，目前尚缺少电化学生物传感器实际应用的案例。究其原因，主要包括以下4 个方面：（1）不同于血糖分析时的高靶标浓度（空腹血糖的正常范围为4.4～6.1 mmol/L），血清等实际样品中的绝大多数生物靶标（如外泌体和CTCs）的浓度通常处于很低的水平，利用信号放大策略对靶标进行高灵敏检测会导致操作复杂化以及可控性差；（2）生物识别元件功能化电极界面的稳定性较差，易产生“假阳性”和“假阴性”结果，使得电化学生物传感器的重现性不能满足实际应用需求；（3）实际样品中存在大量与靶标组成、结构或性质相似的干扰性组分，并且电极表面易发生非特异性吸附；（4）目前的研究主要聚焦于材料的合成与表征以及检测灵敏度的提高，而在提高电极界面的稳定性、检测结果的可重现性、用户友好性、成本效益以及实际样品中靶标的可靠性识别等方面尚无实质性突破。电化学生物传感器的相关研究工作应充分考虑靶标在实际检测场景下的浓度范围，而不应盲目追求过低的LOD。由于糖蛋白、外泌体、CTCs、细菌和病毒等生物靶标上均携带有聚糖链，充分利用靶标自身所携带的聚糖链对其进行高灵敏检测，有望显著提升电化学生物传感器的实用性，并大幅降低检测成本。为满足POCT 等场景的实际应用需求，电化学生物传感器应具有较高的集成度与简便性，应能够快速直接给出靶标的具体浓度（或活性）信息。随着与大数据、人工智能、移动电子设备、无线通信技术、3D 打印和物联网等的深度融合，电化学生物传感器将持续朝着便携化、集成化、自动化、数字化、高通量、微小型化以及可植入式等方向发展。

References

[1] LI S， ZHANG H， ZHU M， KUANG Z， LI X， XU F， MIAO S， ZHANG Z， LOU X， LI H， XIA F. Chem. Rev. ， 2023， 123（12）：7953-8039.

[2] WU J， LIU H， CHEN W， MA B， JU H. Nat. Rev. Bioeng. ， 2023， 1（5）： 346-360.

[3] SANKAR K， KUZMANOVIĆ U， SCHAUS S E， GALAGAN J E， GRINSTAFF M W. ACS Sens. ， 2024， 9（5）： 2254-2274.

[4] HU Qiong， LI Shi-Qi， LUO Yi-Lin， CAO Xiao-Jing， LIANG Yi-Yi， FENG Wen-Xing， NIU Li. Chin. J. Anal. Chem. ， 2024，52（3）： 306-312.

胡琼， 李诗琪， 骆怡琳， 曹晓静， 梁伊依， 冯文星， 牛利. 分析化学， 2024， 52（3）： 306-312.

[5] PAN J， XU W， LI W， CHEN S， DAI Y， YU S， ZHOU Q， XIA F. Anal. Chem. ， 2023， 95（1）： 420-432.

[6] PUIU M， NATIVI C， BALA C. TrAC， Trends Anal. Chem. ， 2023， 160： 116981.

[7] ZHAO J G， CAO J， WANG W Z. J. Anal. Test. ， 2022， 6（2）： 193-203.

[8] LI J， CHANG H， ZHANG N， HE Y， ZHANG D， LIU B， FANG Y. Talanta， 2023， 253： 124092.

[9] HU Q， GAN S， BAO Y， ZHANG Y， HAN D， NIU L. J. Mater. Chem. B， 2020， 8（16）： 3327-3340.

[10] YANG Z， GUO J， WANG L， ZHANG J， DING L， LIU H， YU X. Small， 2024， 20（14）： 2307815.

[11] FU X， DING B， D′ALESSANDRO D. Coord. Chem. Rev. ， 2023， 475： 214814.

[12] CHEN Mei-Jun， LIU Ya-Lan， WANG Ying， GE Zhi-Qi， ZHANG Xiu-Hua， WANG Sheng-Fu， HE Han-Ping. Chin. J.Anal. Chem. ， 2022， 50（5）： 692-700.

陈美君， 刘雅兰， 王颖， 戈芷琪， 张修华， 王升富， 何汉平. 分析化学， 2022， 50（5）： 692-700.

[13] HU Q， BAO Y， GAN S， ZHANG Y， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2020， 92（4）： 3470-3476.

[14] HU Q， GAN S， BAO Y， ZHANG Y， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2020， 92（24）： 15982-15988.

[15] UPDIKE S J， HICKS G P. Nature， 1967， 214（5092）： 986-988.

[16] KUMAR N， LIN Y J， HUANG Y C， LIAO Y T， LIN S P. Talanta， 2023， 265： 124888.

[17] CHEN J， LIN K C， PRASAD S， SCHMIDTKE D W. Biosens. Bioelectron. ， 2023， 235： 115340.

[18] ROBERTS M A， KELLEY S O. J. Am. Chem. Soc. ， 2007， 129（37）： 11356-11357.

[19] LIU G， WANG J， WUNSCHEL D S， LIN Y. J. Am. Chem. Soc. ， 2006， 128（38）： 12382-12383.

[20] WANG J， SHEN M， CAO Y， LI G. Biosens. Bioelectron. ， 2010， 26（2）： 638-642.

[21] SONG H， KERMAN K， KRAATZ H B. Chem. Commun. ， 2008， （4）： 502-504.

[22] DAS J， KELLEY S O. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2020， 59（7）： 2554-2564.

[23] CESCON D W， BRATMAN S V， CHAN S M， SIU L L. Nat. Cancer， 2020， 1（3）： 276-290.

[24] BANGRUWA N， MISHRA D. Sens. Actuators， B， 2023， 382： 133447.

[25] PAREEK S， JAIN U， BHARADWAJ M， SAXENA K， ROY S， CHAUHAN N. Anal. Biochem. ， 2023， 663： 115015.

[26] ABOLHASAN R， MEHDIZADEH A， RASHIDI M R， AGHEBATI-MALEKI L， YOUSEFI M. Biosens. Bioelectron. ，2019， 129： 164-174.

[27] LAI Q， CHEN W， ZHANG Y， LIU Z. Analyst， 2021， 146（19）： 5822-5835.

[28] NAPOLETANO S， BATTISTA E， NETTI P A， CAUSA F. Biosens. Bioelectron. ， 2024， 260： 116406.

[29] TERCERO N， WANG K， GONG P， LEVICKY R. J. Am. Chem. Soc. ， 2009， 131（13）： 4953-4961.

[30] SU S， MA J， XU Y， PAN H， ZHU D， CHAO J， WENG L， WANG L. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2020， 12（42）： 48133-48139.

[31] FAN C， PLAXCO K W， HEEGER A J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. ， 2003， 100（16）： 9134-9137.

[32] HU Q， DENG X， KONG J， DONG Y， LIU Q， ZHANG X. Analyst， 2015， 140（12）： 4154-4161.

[33] NANDHINI K P， SHAER D A， ALBERICIO F， DE LA TORRE B G. Chem. Soc. Rev. ， 2023， 52（8）： 2764-2789.

[34] WITTUNG P， NIELSEN P， NORDÉN B. J. Am. Chem. Soc. ， 1996， 118（30）： 7049-7054.

[35] BRIONES C， MORENO M. Anal. Bioanal. Chem. ， 2012， 402（10）： 3071-3089.

[36] LI Y， ZHAO S， XU Z， QIAO X， LI M， LI Y， LUO X. Biosens. Bioelectron. ， 2023， 225： 115101.

[37] HU Q， DENG X， YU X， KONG J， ZHANG X. Biosens. Bioelectron. ， 2015， 65： 71-77.

[38] EZE N A， MILAM V T. Langmuir， 2022， 38（22）： 6871-6881.

[39] HOSHINO H， KASAHARA Y， KUWAHARA M， OBIKA S. J. Am. Chem. Soc. ， 2020， 142（51）： 21530-21537.

[40] CHEN J， ZHANG J， WANG K， LIN X， HUANG L， CHEN G. Anal. Chem. ， 2008， 80（21）： 8028-8034.

[41] LIN L， KANG J， WENG S， CHEN J， LIU A， LIN X， CHEN Y. Sens. Actuators， B， 2011， 155（1）： 1-7.

[42] LI C， CALLAHAN A J， SIMON M D， TOTARO K A， MIJALIS A J， PHADKE K S， ZHANG G， HARTRAMPF N，

SCHISSEL C K， ZHOU M， ZONG H， HANSON G J， LOAS A， POHL N L B， VERHOEVEN D E， PENTELUTE B L. Nat.Commun. ， 2021， 12（1）： 4396.

[43] KARASAWA K， DUCHOSLAV E， BURTON L， KAWAKAMI J， BABA T. Anal. Chem. ， 2023， 95（44）： 16352-16358.

[44] LIAO T， LI X， TONG Q， ZOU K， ZHANG H， TANG L， SUN Z， ZHANG G J. Anal. Chem. ， 2017， 89（10）： 5511-5518.

[45] LI S J， LI J， WANG K， WANG C， XU J J， CHEN H Y， XIA X H， HUO Q. ACS Nano， 2010， 4（11）： 6417-6424.

[46] TORRINHA A， FREITAS M， DIBO V， MORAIS S. TrAC， Trends Anal. Chem. ， 2024， 178： 117844.

[47] YANG L， LI Y， ERF G F. Anal. Chem. ， 2004， 76（4）： 1107-1113.

[48] SUN X， MA Z. Biosens. Bioelectron. ， 2012， 35（1）： 470-474.

[49] ELLINGTON A D， SZOSTAK J W. Nature， 1990， 346（6287）： 818-822.

[50] TUERK C， GOLD L. Science， 1990， 249（4968）： 505-510.

[51] HU M， DONG J， WANG H， HUANG J， GENG L， LIU M， TAO C， LIU J， CHEN X， AHMED M B M， ZHAO W， SUN X，GUO Y. Food Chem. ， 2024， 456： 139946.

[52] SINGH N K， WANG Y， WEN C， DAVIS B， WANG X， LEE K， WANG Y. Nat. Biotechnol. ， 2024， 42（8）： 1224-1231.

[53] HE Y， ZENG X， XIONG Y， SHEN C， HUANG K， CHEN P. Adv. Sci. ， 2024， 11（32）： 2403371.

[54] CHEN Y， LIN M， YE D， WANG S， ZUO X， LI M. Nat. Protoc. ， 2024， 19（4）： 985-1014.

[55] WU S， HUANG Y， WEN J， HUANG J， MA G， LIU Y， TAN H. Anal. Chem. ， 2024， 96（6）： 2341-2350.

[56] DONG Y， WANG J， CHEN L， CHEN H， DANG S， LI F. Chem. Soc. Rev. ， 2024， 53（13）： 6830-6859.

[57] WU L， WANG Y， XU X， LIU Y， LIN B， ZHANG M， ZHANG J， WAN S， YANG C， TAN W. Chem. Rev. ， 2021， 121（19）：12035-12105.

[58] MUNZAR J D， NG A， JUNCKER D. Chem. Soc. Rev. ， 2019， 48（5）： 1390-1419.

[59] LI Shi-Qi， LUO Yi-Lin， WAN Jian-Wen， HU Qiong， HAN Dong-Xue， NIU Li. J. Instrum. Anal. ， 2024， 43（2）： 328-337.

李诗琪， 骆怡琳， 万建文， 胡琼， 韩冬雪， 牛利. 分析测试学报， 2024， 43（2）： 328-337.

[60] LV J， WAN J， WU D， YE Z， TIAN Y， HONG M， CHEN S， LIU Y， WANG M， HU Q， HAN D， NIU L. Biomed. Anal. ，2024， 1（1）： 36-45.

[61] RADI A E， ACERO SÁNCHEZ J L， BALDRICH E， O′SULLIVAN C K. J. Am. Chem. Soc. ， 2006， 128（1）： 117-124.

[62] ZUO X， SONG S， ZHANG J， PAN D， WANG L， FAN C. J. Am. Chem. Soc. ， 2007， 129（5）： 1042-1043.

[63] SHEN H， YANG J， CHEN Z， CHEN X， WANG L， HU J， JI F， XIE G， FENG W. Biosens. Bioelectron. ， 2016， 81： 495-502.

[64] ZHANG Z， PANDEY R， LI J， GU J， WHITE D， STACEY H D， ANG J C， STEINBERG C J， CAPRETTA A， FILIPE C D M， MOSSMAN K， BALION C， MILLER M S， SALENA B J， YAMAMURA D， SOLEYMANI L， BRENNAN J D， LI Y.Angew. Chem. Int. Ed. ， 2021， 60（45）： 24266-24274.

[65] ZHONG T， LI S， LI X， JIYE Y， MO Y， CHEN L， ZHANG Z， WU H， LI M， LUO Q. Food Chem. ， 2022， 384： 132495.

[66] MIN K， CHO M， HAN S Y， SHIM Y B， KU J， BAN C. Biosens. Bioelectron. ， 2008， 23（12）： 1819-1824.

[67] WAN J， LI S， MA Y， HU Q， LIANG Y， LIANG Z， FENG W， TIAN Y， HONG M， YE Z， HAN D， NIU L. Talanta， 2024，274： 125990.

[68] MATSUBARA T. Chem. Soc. Rev. ， 2022， 51（19）： 8160-8173.

[69] GEYSEN H M， RODDA S J， MASON T J， TRIBBICK G， SCHOOFS P G. J. Immunol. Methods， 1987， 102（2）： 259-274.

[70] YANG L， GAO Y， FANG K， SUN H， SUN J， LIU H， FENG W， JIANG L. Microchim. Acta， 2020， 187（6）： 349.

[71] CHO C H， KIM J H， SONG D K， PARK T J， PARK J P. Biosens. Bioelectron. ， 2019， 142： 111482.

[72] HUANG S， TANG R， ZHANG T， ZHAO J， JIANG Z， WANG Q. Biosens. Bioelectron. ， 2021， 171： 112678.

[73] HWANG H J， RYU M Y， PARK C Y， AHN J， PARK H G， CHOI C， HA S D， PARK T J， PARK J P. Biosens. Bioelectron. ，2017， 87： 164-170.

[74] DIEHL F， SCHMIDT K， CHOTI M A， ROMANS K， GOODMAN S， LI M， THORNTON K， AGRAWAL N， SOKOLL L，SZABO S A， KINZLER K W， VOGELSTEIN B， DIAZ L A. Nat. Med. ， 2008， 14（9）： 985-990.

[75] HAMIDI S V， JAHROMI A K， HOSSEINI I I， MOAKHAR R S， COLLAZOS C， PAN Q， LIANG C， MAHSHID S. Angew.Chem. Int. Ed. ， 2024， 63（32）： e202402808.

[76] ZHEN D， ZHANG S， YANG A， MA Q， DENG Z， FANG J， CAI Q， HE J. Food Chem. ， 2024， 440： 138197.

[77] DÍAZ-FERNÁNDEZ A， RANALLO S， RICCI F. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2024， 63（1）： e202314818.

[78] WACHHOLZ JUNIOR D， KUBOTA L T. Talanta， 2024， 278： 126467.

[79] YANG L， DING Y， MA Y， WEN J， WANG J， DAI G， MO F. Food Chem. ， 2025， 462： 140922.

[80] ZHANG S， RONG F， GUO C， DUAN F， HE L， WANG M， ZHANG Z， KANG M， DU M. Coord. Chem. Rev. ， 2021， 439：213948.

[81] KIM S， SIKES H D. Polym. Chem. ， 2020， 11（8）： 1424-1444.

[82] DOU B， WANG K， CHEN Y， WANG P. Anal. Chem. ， 2024， 96（26）： 10594-10600.

[83] SHA L， CAO Y， WANG L， QIN Y， ZHU S， ZHAO J， LI G. Biosens. Bioelectron. ， 2024， 262： 116550.

[84] DONG J， LI X， HOU C， HOU J， HUO D. Anal. Chem. ， 2024， 96（18）： 6930-6939.

[85] CHAIBUN T， PUENPA J， NGAMDEE T， BOONAPATCHAROEN N， ATHAMANOLAP P， O′MULLANE A P，VONGPUNSAWAD S， POOVORAWAN Y， LEE S Y， LERTANANTAWONG B. Nat. Commun. ， 2021， 12（1）： 802.

[86] KIM H E， SCHUCK A， LEE S H， LEE Y， KANG M， KIM Y S. Biosens. Bioelectron. ， 2021， 182： 113168.

[87] CHEN H， LI Z， CHEN J， YU H， ZHOU W， SHEN F， CHEN Q， WU L. Bioelectrochemistry， 2022， 146： 108167.

[88] WANG W， GE Q， ZHAO X. TrAC， Trends Anal. Chem. ， 2023， 160： 116960.

[89] ZHU H， CHEN S， LAN F， LI W， JI T， ZHANG L， GUO Y， PAN W， LUO S， XIE R. Anal. Chim. Acta， 2024， 1311：342704.

[90] FANG C S， KIM K， YU B， JON S， KIM M S， YANG H. Anal. Chem. ， 2017， 89（3）： 2024-2031.

[91] WEI F， WANG J， LIAO W， ZIMMERMANN B G， WONG D T， HO C M. Nucleic Acids Res. ， 2008， 36（11）： e65.

[92] HWANG S， KIM E， KWAK J. Anal. Chem. ， 2005， 77（2）： 579-584.

[93] SALAM F， TOTHILL I E. Biosens. Bioelectron. ， 2009， 24（8）： 2630-2636.

[94] HUANG Z， ZHANG L， DOU Y， LIU X， SONG S， JIANG H， FAN C. Anal. Chem. ， 2024， 96（25）： 10332-10340.

[95] PANDEY R， LU Y， MCCONNELL E M， OSMAN E， SCOTT A， GU J， HOARE T， SOLEYMANI L， LI Y. Biosens.Bioelectron. ， 2023， 224： 114983.

[96] THAMILSELVAN A， KIM M I. TrAC， Trends Anal. Chem. ， 2024， 177： 117815.

[97] JIAO L， XU W， WU Y， WANG H， HU L， GU W， ZHU C. Anal. Chem. ， 2023， 95（1）： 433-443.

[98] PENG Y， OU S， LI M， HU Z， ZENG Z， FENG N. Biosens. Bioelectron. ， 2023， 238： 115564.

[99] HU Q， HU W， KONG J， ZHANG X. Biosens. Bioelectron. ， 2015， 63： 269-275.

[100] KWON S J， BARD A J. J. Am. Chem. Soc. ， 2012， 134（26）： 10777-10779.

[101] CHENG W， DUAN C， CHEN Y， LI D， HOU Z， YAO Y， JIAO J， XIANG Y. Anal. Chem. ， 2022， 95（7）： 3606-3612.

[102] XU X， NIE Z， CHEN J， FU Y， LI W， SHEN Q， YAO S. Chem. Commun. ， 2009， 45（45）： 6946-6948.

[103] ZHANG T， MA N， ALI A， WEI Q， WU D， REN X. Biosens. Bioelectron. ， 2018， 119： 176-181.

[104] SU L， WAN J， HU Q， QIN D， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2023， 95（9）： 4570-4575.

[105] LIU Y， GUO W， ZHANG Y， LU X， YANG Q， ZHANG W. Food Chem. ， 2023， 423： 136301.

[106] PENG X， YAN H， WU Z， WEN W， ZHANG X， WANG S. Anal. Chem. ， 2020， 93（2）： 902-910.

[107] HU Q， WANG Q， SUN G， KONG J， ZHANG X. Anal. Chem. ， 2017， 89（17）： 9253-9259.

[108] HU Q， SU L， LUO Y， CAO X， HU S， LI S， LIANG Y， LIU S， XU W， QIN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2022， 94（16）： 6200-6205.

[109] HU Q， SU L， CHEN Z， HUANG Y， QIN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2021， 93（27）： 9602-9608.

[110] DWORAKOWSKA S， LORANDI F， GORCZYŃSKI A， MATYJASZEWSKI K. Adv. Sci. ， 2022， 9（19）： 2106076.

[111] NOTHLING M D， FU Q， REYHANI A， ALLISON‐LOGAN S， JUNG K， ZHU J， KAMIGAITO M， BOYER C， QIAO G G.Adv. Sci. ， 2020， 7（20）： 2001656.

[112] TRUONG N P， JONES G R， BRADFORD K G E， KONKOLEWICZ D， ANASTASAKI A. Nat. Rev. Chem. ， 2021， 5（12）：859-869.

[113] HU Q， KONG J， HAN D， ZHANG Y， BAO Y， ZHANG X， NIU L. Anal. Chem. ， 2019， 91（3）： 1936-1943.

[114] HU Q， CAO X， LI S， LIANG Y， LUO Y， FENG W， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2022， 94（39）： 13516-13521.

[115] HU Q， LI S Q， LIANG Y Y， FENG W X， LUO Y L， CAO X J， NIU L. J. Electrochem. ， 2023， 29（6）： 2218001.

[116] HU Q， WAN J， LIANG Z， LI S， FENG W， LIANG Y， LUO Y， CAO X， MA Y， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2023， 95（12）：5463-5469.

[117] WAN J， TIAN Y， WU D， YE Z， CHEN S， HU Q， WANG M， LV J， XU W， ZHANG X， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2024，96（22）： 9278-9284.

[118] HU Q， WAN J， LUO Y， LI S， CAO X， FENG W， LIANG Y， WANG W， NIU L. Anal. Chem. ， 2022， 94（37）： 12860-12865.

[119] HU Q， HU S， LI S， LIU S， LIANG Y， CAO X， LUO Y， XU W， WANG H， WAN J， FENG W， NIU L. Anal. Chem. ， 2022，94（28）： 10206-10212.

[120] HU Q， FENG W， LIANG Y， LIANG Z， CAO X， LI S， LUO Y， WAN J， MA Y， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2022， 94（50）：17733-17738.

[121] HU Q， WAN J， WANG H， CAO X， LI S， LIANG Y， LUO Y， WANG W， NIU L. Anal. Chem. ， 2022， 94（26）： 9481-9486.

[122] WAN J， LIANG Y， HU Q， LIANG Z， FENG W， TIAN Y， LI S， YE Z， HONG M， HAN D， NIU L. Anal. Chem. ， 2023， 95（37）：14094-14100.

[123] LV J， WAN J， WU D， ZHANG X， XU W， WANG M， CHEN S， YE Z， TIAN Y， HU Q， HAN D， NIU L. Biosens.Bioelectron. ， 2025， 267： 116830.

广东省科协青年科技人才培育计划（No. SKXRC202414）、广东省普通高校特色创新项目（No. 2024KTSCX154）、广东省基础与应用基础研究基金项目（No. 2022A1515010618）、广州市科学技术协会青年科技人才托举项目（No. QT20230101007）和广州大学大学生创新训练项目（No. S202411078056）资助。