基于表面阻断原理的电位生物传感器：利用噬菌体MS2检测大肠杆菌ATCC 15597

全面的表面阻断机制：

在生物传感技术领域，一种创新的表面阻断机制被提出，用于无标记检测生物分析物。这种机制基于噬菌体MS2与宿主细菌E. coli ATCC 15597之间的特异性相互作用，通过阻碍指示离子从水相到感测膜相的扩散，延迟了Nernstian响应，从而实现对细菌浓度的测量。这一机制的发现，为电位生物传感器的设计和应用提供了新的视角。

噬菌体MS2的特异性识别：

噬菌体MS2作为一种特异性识别元件，其与宿主细菌的结合具有高度的特异性和亲和力。这种特性使得MS2噬菌体成为构建电位生物传感器的理想选择，尤其是在检测特定细菌时，能够提供极高的选择性和灵敏度。MS2噬菌体的这种特异性识别能力，为快速、准确地检测目标细菌提供了可能。

电位响应的延迟Nernstian响应：

该传感器的工作原理是基于噬菌体MS2与细菌的结合阻碍了指示离子的扩散，导致电位变化。这种电位变化与细菌浓度成正比，因此可以用来定量分析样品中的细菌含量。与传统的Nernstian响应不同，这种基于表面阻断的电位响应提供了一种新的检测方法，能够在不使用化学标记的情况下实现对生物分析物的检测。

传感器的性能优化：

通过优化传感器设计，包括表面识别层和指示离子选择性电极（ISE）膜层的构建，研究人员实现了对E. coli H的100 CFU/mL的检测限。这一检测限远低于传统PCR方法，且与顶级噬菌体基生物传感器相当。此外，该传感器还展现出良好的重现性和稳定性，可以重复使用至少9个周期，并且在潮湿环境中储存2周后仍保持响应。

基于噬菌体的电化学生物传感器研究进展：

基于噬菌体的电化学生物传感器因其高度的特异性、稳定性和简便等特点而受到极大的关注。噬菌体展示技术的成熟也扩展了野生型噬菌体的应用范围，研究者可以利用噬菌体展示技术在噬菌体表面获得不同的肽或蛋白质，从而提供与更多目标分析物结合的可能性。这些基于噬菌体的电化学生物传感器在检测食源性病原菌中的研究进展，为食品安全检测提供了新的解决方案。

关键发现：

1.基于表面阻断机制的电位传感协议，实现无标记检测生物分析物。

2.利用噬菌体MS2作为受体，实现对E. coli H的高灵敏度检测。

3.传感器具有良好的重现性和稳定性，可重复使用多个周期。

结论：基于表面阻断效应的电位生物传感器为生物靶标的灵敏和选择性检测提供了新途径。该传感器利用噬菌体-细菌识别作为模型，展示了100 CFU/mL的检测限。通过替换噬菌体与其他识别元素，此类传感器有望扩展到其他生物重要物种的检测。

参考来源：Wang et al. "Surface Blocking-Based Potentiometric Biosensor for Detection of E. coli ATCC 15597 Using Phage MS2 as a Receptor." ACS Sens. 2024, 9, 6157−6166. DOI: 10.1021/acssensors.4c02004.