Biosensoren sind kleine Vorrichtungen, die biomolekulare Erkennungstechnologie zu verwenden, wie die Plattform für die selektive Analyse und sind für ihre Spezifität, Geschwindigkeit und kostengünstige verwendet. Elektrochemische Biosensoren zum Nachweis von Biomolekülen sind an der Spitze dieses Feldes aufgrund ihrer Einfachheit, Wirtschaftlichkeit und hohe Empfindlichkeit. ^1,3 Die allgemeine Anatomie dieser Sensoren ist eine Elektrode mit einem Erkennungsmolekül ausgestattet spezifisch für die biologischen Marker von Interesse . Bindung des Biomarkers durch die Erkennungsmolekül führt zu einer lokalen Änderung des Potentials oder Stroms, der durch eine einfache Messung erfasst werden können. Um die Erkennungsgruppe stammen aus Enzymen reichen, ^4-8 Antikörper, ^9-12 ganze Zellen, 13-16 Rezeptoren ^{17-20 21-23} Peptide und DNA ²⁴ und sind weitgehend auf größere, biologische Moleküle konzentriert. ^25-28 Forschung Bemühungen in diesem Bereich haben sich hauptsächlich auf Immun whe konzentriertRe ein Immunglobulin mit einem Redox-aktiven Kern immobilisiert (zB Ferrocen) und verwendet, um einen Antikörper von Interesse zu detektieren. Diese Studien wurden von klinischen Anwendungen aufgrund der schlechten Präzision und Zeitaufwand von den Komplikationen, die sich aus der Nutzung von Antigen / Antikörper stammen ausgeschlossen. ^1,3 Wachsende Aufmerksamkeit auf den Nachweis von kleinen Molekülen (weniger als 1 kg / mol) der biomedizinischen Schwerpunkt , Ernährung und Umwelt Interesse neben der nationalen Sicherheit. ²⁹ Die bekanntesten Beispiele für Biosensoren sind Selbsttest Zuckermessgeräte, die Siebdruck Enzymelektroden zu einer Taschenformat amperometrischen Meter gekoppelt haben. Diese Systeme verwenden typischerweise einen coulometrischen Methode, wo die Gesamtmenge an Ladung von der Glucoseoxidationsreaktion erzeugt wird, über einen Zeitraum gemessen. Marktfähige Geräte sind tragbar, robust und in der Hand gehalten, um den Einsatz leicht für die breite Bevölkerung zu machen.

Redox-Tags wie Ferrocen sind necessary, um die elektrochemische Detektion von Biomarkern oder kleinen Molekülen in Lösung zu bieten, da die meisten Biomarker sind nicht eigenelektrochemisch aktiv. ^30-38 Ferrocen eine metallorganische Molekül, das einen Goldstandard für Elektrochemie, die es eine ausgezeichnete Wahl für die Integration in elektrochemischen Biosensoren macht. Ferrocen-basierte Redox-aktive Spezies wurden bereits große Aufmerksamkeit auf der Grundlage der Ferrocen Kern haben erhielt aufgrund ihrer geringen Größe, gute Stabilität, bequem synthetischen Zugang, einfache chemische Modifikation, relativen Lipophilie und Einfachheit der Redox-Tuning. ^3,30-42 Kleine Moleküle intensiv als Detektoren von Metallionen und kleine Moleküle verwendet. ^32-38,43 Systeme Targeting größeren Spezies wie Biomoleküle die Anbringung von großen Antikörper oder Immunoglobuline, Ferrocen-Derivate, die auf einer elektrochemischen Oberflächen eingebettet wurden verwendet. ^{1,3,39 44} In jedem Fall ist das Potential und Strom intensiviertty der ^Fe-III / Fe ^II Redoxpaar wurde auf molekulare Kopplung verändert wird, wodurch eine neue spektroskopische Griff, das die Anwesenheit des Analyten Molekül. Diese Änderung ergibt sich aus der umfangreichen Überlappung zwischen dem pi-Systems der Cyclopentadienylringe und den Eisen d-Orbitale auftritt. Wenn das pi-Systems geändert wird, dh, derivatisiert oder umgesetzt wird, dann wird die Bahn-Wechselwirkung wird wiederum Veränderung. Dies wird die Fe Kern beeinflussen und kann als eine Verschiebung des Potentials des ^Fe-III / Fe ^II Paar beobachten. ^40,45,46 Diese Eigenschaften machen ein solches System attraktiv zur Verwendung als ein Quantifizierungsmittel in einer elektrochemischen Immunoassay oder Biosensor.

Um spezifisch für Biosensor Kapazitäten Ferrocen Systeme erzeugen ist es optimal, ein Cp-Ring mit dem Bio-Rezeptor spezifisch für ein Zielmolekül zu modifizieren und nutzen die anderen Cp Ring als Molekular Haltegurt an die elektrochemische Auslese oder elektrode (Abbildung 1). Synthese dieser asymmetrischen Ferrocenderivate wird durch Nebenreaktionen und die Bildung von auf intermolekulare Vernetzung gebildet dimere und polymere Spezies in Frage. ⁴⁷ ist jedoch Kopplungschemie Herstellung einer Amidbindung der direkteste Weg zu einfachen Derivaten des Ferrocens mit biologischen Komponenten, wie beispiels bereitzustellen Peptide und deren Metaboliten. Daher können Festphasenverfahren zuerst in den 1950er Jahren von Merrifield für die Peptidsynthese entwickelt, um metallorganische Verbindungen Ferrocen verwendet werden. Durch die Verwendung des orthogonal substituiert 1'-Fmoc-amino-ferrocen-1-carbonsäure-Molekül, ein System, das ein Ferrocen-Rezeptoreinheit (Biotin), elektroAuslese (Ferrocen) und Immobilisieren-Linker-Komponente (Cystein) enthalten kann, hat gebaut und hier detailliert beschrieben. Die Synthese dieser Bio-Konjugat wird ebenso diskutiert wie Beweise für die Immobilisierung auf einer Goldoberfläche. Diese Arbeit Vertrets der ersten Präsentation eines Systems von Biotin, Ferrocen und einer Aminosäure zur Immobilisierung auf einer Goldoberfläche besteht.