利用表面结合的铁茂化合物对混合聚乙二醇单层进行表征，以实现无标记免疫传感

《Analytical Chemistry》：Characterizing Mixed Polyethylene Glycol Monolayers with Surface-Bound Ferrocene for Label-Free Immunosensing

无标记电化学免疫传感器通过铜催化点击化学构建含铁氰化物和生物素的PEG链功能化单层膜，验证了XPS和伏安法表征的成功性，并以SARS-CoV-2 N蛋白为对象，发现短链PEG3提升电子转移，长链PEG11/24结合抗体生物素化，铁氰化物探针使检测限达21.1±10.6 ng/mL，证实表面化学与红ox活性协同提高灵敏度。

　　

无标记电化学免疫传感器通过直接监测电极表面的抗原-抗体相互作用，为生物分子检测提供了一种简化的方法。然而，它们的灵敏度通常不足以检测低丰度的分析物。为了增强信号响应，大多数策略依赖于基于纳米材料的电极修饰。在这项研究中，我们提出了一种修饰策略，用于构建一种多功能单层膜，该单层膜结合了表面固定的铁烯（ferrocene）以促进电子转移。该单层膜是通过铜催化的叠氮-炔烃环加成（CuAAC）反应制备的，使用了基于聚乙二醇（PEG）的间隔剂混合物：较短的N₃–PEG3–Fc链用于氧化还原活性，较长的N₃–PEG11–生物素或N₃–PEG24–生物素链用于通过链霉亲和素-生物素结合固定抗体。热塑性电极（TPEs）经过这些混合单层膜的修饰后，使用铁氰化物氧化还原探针进行了电化学表征，并通过X射线光电子能谱（XPS）进行了结构分析。这些分析证实了单层膜的成功形成、铁烯和生物素功能的整合以及非特异性吸附（NSA）的最小化。作为概念验证，改性的传感器通过方波伏安法（SWV）检测了缓冲液和鼻咽样本中的灭活SARS-CoV-2病毒及其核衣壳（N）蛋白。传感器性能在电子转移特性方面似乎与PEG链长度无关；然而，PEG长度以依赖于氧化还原探针的方式影响了检测结果。具体来说，使用铁氰化物作为氧化还原探针时，PEG11和PEG24间隔剂的检测限最低且最稳定（分别为21.1 ± 10.6 ng/mL和21.6 ± 10.8 ng/mL）。这些发现表明，表面化学和氧化还原特性的战略性设计显著提高了无标记电化学免疫传感器的灵敏度。