An Electrochemical Aptasensor with G-quadruple Tandem Labeled Electrochemical Aptamer Sensor for Detection of Adenosine

JIANG Su-san; WANG Zhi-qiang; GUO Zhi-xuan; PENG Qing-yue; ZHOU Yu; MAO Li; SU Hui-lan

doi:10.12452/j.fxcsxb.24121719

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An Electrochemical Aptasensor with G-quadruple Tandem Labeled Electrochemical Aptamer Sensor for Detection of Adenosine

Experimental Techniques and Methods | 更新时间：2025-11-05

- An Electrochemical Aptasensor with G-quadruple Tandem Labeled Electrochemical Aptamer Sensor for Detection of Adenosine
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 11, Pages: 2369-2375(2025)
- 作者机构：
  
  成都医学院公共卫生学院，四川　成都 610500
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.24121719
  CLC： O657.1;Q525
- Received：17 December 2024，
  
  Revised：2025-02-05，
  
  Accepted：25 February 2025，
  
  Published：15 November 2025
- 稿件说明：
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姜苏珊,王志强,郭芷璇,彭清悦,周宇,毛俐,苏会岚.G四联体串联标记的电化学适配体传感器检测腺苷[J].分析测试学报,2025,44(11):2369-2375.

JIANG Su-san,WANG Zhi-qiang,GUO Zhi-xuan,PENG Qing-yue,ZHOU Yu,MAO Li,SU Hui-lan.An Electrochemical Aptasensor with G-quadruple Tandem Labeled Electrochemical Aptamer Sensor for Detection of Adenosine[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(11):2369-2375.
姜苏珊,王志强,郭芷璇,彭清悦,周宇,毛俐,苏会岚.G四联体串联标记的电化学适配体传感器检测腺苷[J].分析测试学报,2025,44(11):2369-2375. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24121719.

JIANG Su-san,WANG Zhi-qiang,GUO Zhi-xuan,PENG Qing-yue,ZHOU Yu,MAO Li,SU Hui-lan.An Electrochemical Aptasensor with G-quadruple Tandem Labeled Electrochemical Aptamer Sensor for Detection of Adenosine[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(11):2369-2375. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24121719.

摘要

尿液腺苷的快速检测对肿瘤等疾病的筛查具有重要意义，而现有方法存在操作复杂、灵敏度低等不足。该研究提出一种G四联体串联标记的核酸适配体传感器，用于尿液中腺苷的快速灵敏检测。首先在洁净的玻碳电极表面共价修饰含有腺苷适配体的双链核酸，当腺苷存在时能特异性结合腺苷适配体（Apt）从而露出滚换扩增引物探针（Primer，P）。再以P为模板发生滚环扩增（RCA），可短时间内获得大量富含G碱基重复序列的扩增产物。该重复序列能在钾离子存在时自组装形成G四联体结构（G4），以进一步固载大量亚甲基蓝（MB）以增强响应电流，提高检测灵敏度。采用电泳、循环伏安法和交流阻抗法对传感器构建过程进行表征，对腺苷检测条件进行优化。在最优实验条件下，传感器的线性检测范围为1 fmol/L~1 nmol/L，检出限为0.68 fmol/L。该传感器也表现出良好的稳定性（RSD=5.4%）、重现性（RSD=4.1%）及选择性。在新鲜尿样本中检测腺苷的回收率为104%~105%，RSD为1.5%~5.5%。该核酸适配体生物传感器操作简便、灵敏度高、特异性好、成本低廉，有望实现人体尿液中腺苷的快速检测。

Abstract

The rapid detection of urine adenosine is of great significance for the screening of tumors and other diseases，but the existing methods have problems such as complex operation and low sensitivity. In this study，a G quadruple tandem labeled aptamer sensor was proposed for the rapid and sensitive detection of adenosine in urine. Firstly，double-stranded nucleic acids containing an adenosine aptamer（Apt） were covalently modified on the electrode surface. Upon the presence of adenosine，it specifically binds to the aptamer，exposing the primer probe（Primer，P）. Subsequently，rolling circle amplification（RCA） is initiated using the exposed primer as a template，which rapidly generates single-stranded nucleic acids rich in G-base repetitive sequences. These sequences self-assemble into G4 structures（G4） in the presence of potassium ions，which could immobilize a large amount of methylene blue（MB），thereby enhancing the response current and elevating the detection sensitivity. Electrophoresis，cyclic voltammetry and AC impedance were used to characterize the sensor construction process，and the adenosine detection conditions were optimized. Under the optimal experimental conditions，the linear detection range of the sensor is 1 fmol/L-1 nmol/L，and the detection limit is 0.68 fmol/L. In addition，the sensor exhibits good stability（RSD=5.4%），reproducibility（RSD=4.1%），and selectivity. The recoveries of adenosine in fresh urine samples were 104%-105%，and the RSDs were 1.5%-5.5%. The aptamer biosensor has the characteristics of easy to operate，high sensitivity，good specificity and low cost，which is anticipated to detect adenosine in urine rapidly and sensitively.

关键词

Keywords

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