H9N2禽流感因跨物种传播及作为新兴流感毒株的基因库，威胁全球家禽生产与公共卫生，亟需快速可靠的早期检测手段。研究人员报道了一种以B4抗H9N2血凝素（Hemagglutinin, HA）适配体为生物识别元件的无标记电化学适配体传感器，该适配体首次应用于电化学传感平台。与传统抗体系统相比，B4适配体兼具高结合亲和力、优异结构稳定性及对完整病毒颗粒的识别能力，可实现可靠的无标记检测。研究人员通过计算模拟（包括分子对接与分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟）评估适配体-靶标相互作用，并在结构相关病毒靶标中筛选候选序列，预测特异性约90–95%，支持理性适配体选择并减少实验试错。传感界面集成氧化铈纳米颗粒（CeO2）、电化学还原氧化石墨烯（reduced Graphene Oxide, rGO）与电沉积金纳米颗粒（Gold Nanoparticles, AuNPs），形成导电稳定的纳米结构平台。PolyA–PolyT修饰的适配体通过腺嘌呤-金亲和力实现无巯基、取向可控的固定，提升靶标可及性并降低空间位阻，同时CeO2增强生物分子吸附与固定稳定性。信号转导采用快速傅里叶变换方波伏安法（Fast Fourier Transform Square-Wave Voltammetry, FFT-SWV）于简化微型恒电位仪架构中完成，将部分信号滤波从硬件转移至软件，抑制频域容性背景与噪声，提升信噪比并降低检测限，支持便携式实现。优化条件下，该适配体传感器在1.0×101至1.0×105PFU mL−1范围内呈线性响应，检测限达0.25 PFU mL−1（R2≈0.99），具有高选择性、优异重现性（相对标准偏差<4%）及10天内稳定性能，且在尿囊液中保留性能，证实其在复杂生物基质中的稳健性。本研究提出了一种集计算引导适配体设计、工程化纳米界面与先进信号处理于一体的灵敏模块化电化学传感平台，在便携式即时病毒检测中具有广阔潜力。
该研究针对H9N2禽流感病毒的公共卫生与家禽产业双重威胁，以及现有检测方法依赖实验室基础设施、操作复杂、难以满足现场快速筛查需求的瓶颈，开发了首款基于B4适配体的无标记电化学适配体传感器，相关成果发表于《Sensors》。研究通过将计算生物学指导的适配体筛选、纳米复合材料界面工程与频域信号处理技术相结合，实现了对H9N2病毒的高灵敏、高特异性检测，为便携式即时检测提供了可行方案。
关键技术方法包括：采用分子对接与分子动力学模拟评估B4适配体与H9N2血凝素的相互作用及结合特异性，样本为伊朗Razi疫苗与血清研究所提供的H9N2禽流感病毒（A/Chicken/Iran/99/H9N2）及尿囊液；构建CeO2–rGO/AuNPs三元纳米复合电极界面，通过电沉积实现纳米材料原位生长与适配体取向可控固定；开发基于FFT-SWV的小型化检测电路，将硬件滤波转移至软件算法以提升信噪比；通过循环伏安法（Cyclic Voltammetry, CV）与电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS）表征界面电子传递特性，并结合场发射扫描电镜（Field Emission Scanning Electron Microscopy, FE-SEM）与能谱分析验证材料形貌与元素分布。
研究结果如下：
3.1 结构与形貌表征：FE-SEM显示电极表面由光滑金基底逐步演变为褶皱氧化石墨烯（GO）层、CeO2分散的GO复合层，最终形成均匀负载AuNPs的CeO2–rGO网络，AuNPs粒径约27 nm。EDX元素 mapping证实C、O、Ce、Au在复合电极中均匀分布，无相分离，验证了多层结构的成功构建。
3.2 适配体传感器电化学表征：CV与EIS结果显示，CeO2–rGO/AuNPs修饰使[Fe(CN)6]3−/4−氧化还原电流较裸金电极提升163%，电荷转移电阻显著降低；适配体固定后电流下降、电阻升高，H9N2结合后进一步阻断电子传递，证实传感机制为靶标诱导的界面阻抗调制。优化后参数：AuNPs电沉积时间250 s、缓冲液pH 7.5、适配体浓度5 μmol L−1、孵育时间8 h、病毒反应时间90 min、FFT-SWV频率177 Hz、振幅20 mV。
3.3 适配体传感器分析性能：在1.0×101–1.0×105PFU mL−1范围内呈良好线性关系，回归方程为ΔIp=16.606 log C+25.137（R2=0.9933），检测限0.249 PFU mL−1（3σ/m）。选择性测试中，对H1N1、H3N2、流感B型病毒及H5N8的非特异性响应均低于10%，RSD为4.3%。稳定性测试表明传感器在4 ℃保存10天信号保持100%，12天仍保留78%，5支平行电极RSD为3.54%。
3.4 分子对接：对10条候选适配体进行对接分析，B4适配体虽对接得分略低于A6，但具有最低的实验解离常数（Kd=7.38±1.09 nM）、较高置信度（0.9216）与更低构象离散度（RMSD=70.53 Å）。B4主要通过18–31位核苷酸与HA蛋白Lys303、Tyr299等残基形成17个氢键与静电作用，结合区域位于HA表面正电区，且3'端游离适合电极固定，从分子层面解释了其高亲和力的机制。
讨论与结论部分指出，本研究首次将B4适配体转化为可实用的电化学生物传感器，突破了传统抗体识别的热稳定性差、批次差异大等局限。FFT-SWV的频域滤波策略有效抑制了复杂基质干扰，使检测限优于已报道的所有H9N2电化学传感器。CeO2–rGO/AuNPs复合界面通过协同增强导电性与生物分子固定效率，提升了传感器重现性与长期稳定性。分子对接结果与电化学数据的一致性验证了理性适配体设计的有效性。该平台的模块化设计使其可扩展至其他病毒或蛋白质靶标的检测，为资源有限地区的疫病监测与突发传染病预警提供了重要的技术支撑。
