Biosensorer er små enheter som benytter biomolekylære anerkjennelse teknologi som plattform for selektiv analyse og benyttes for deres spesifisitet, hastighet og lave kostnader. Elektrokjemiske biosensorer for påvisning av biomolekyler er i forkant av dette feltet på grunn av sin enkelhet, kostnadseffektivitet, og høy følsomhet. ^1,3 Den generelle anatomi av disse sensorene er en elektrode utstyrt med en anerkjennelse molekyl spesifikt for biologisk markør av interesse . Binding av biomarkør av erkjennelsen molekylet resulterer i en lokal endring av potensialet eller strøm som kan påvises ved en enkel måling. Hittil anerkjennelse delen kan variere fra enzymer, ^4-8 antistoffer, ^9-12 hele celler, 13-16 reseptorer, ^17-20 peptider ^21-23 og ^DNA-24 og har i stor grad fokusert på større, biologiske molekyler. ^25-28 Forskning innsats i denne arenaen har hovedsakelig konsentrert på immunosensors Where et immunoglobulin er immobilisert med en redoks-aktiv kjerne (slik som ferrocen) og brukes til å påvise et antistoff av interesse. Disse studiene har vært ekskludert fra kliniske applikasjoner på grunn av dårlig presisjon og tidsforbruk som stammer fra de komplikasjoner som følge av bruk av antigen / antistoff. ^1,3 Økende oppmerksomhet har fokusert på deteksjon av små molekyler (mindre enn 1 kg / mol) av biomedisinsk , mat og miljø interesse i tillegg til nasjonal sikkerhet. ²⁹ De mest kjente eksemplene på biosensor enheter er selvtest glukose skjermer, som har skjermen trykkes enzym elektroder koblet til en lomme-størrelse amperometrisk meter. Disse systemene benytter vanligvis en kolometrisk metode, hvor den totale mengden av ladning som genereres av glukose oksidasjonsreaksjonen måles over en tidsperiode. Salgbare enheter må være bærbar, robust og håndholdt å gjøre bruk lettvinte for befolkningen for øvrig.

Redox koder som ferrocentilsats er necessary for å gi den elektrokjemiske deteksjon av biomarkører eller små molekyler i løsning som de fleste biomarkører er ikke egentlig elektrokjemisk aktive. ^30-38 Ferrocene er en organometallisk molekyl som er en gullstandard for elektrokjemi, noe som gjør det til et utmerket valg for integrering i elektrokjemiske biosensorer. Ferrocene baserte redokse arter har allerede fått stor oppmerksomhet på grunn av sin lille størrelse, god stabilitet, praktisk syntetisk tilgang, enkel kjemisk modifisering, relativ lipofilitet, og enkel Redox tuning. ^3,30-42 Små molekyler basert på ferrocen kjerne har blitt brukt mye som detektorer av metallioner og små molekyler. ^32-38,43 Systems målretting større arter som biomolekyler har brukt å feste store antistoffer eller immunglobuliner til ferrocene derivater som er innebygd på en elektrokjemisk overflate. ^{1,3,39 , 44} I hvert tilfelle er potensialet og strømmen intensity til Fe ^III / ^{Fe-II-redoks-par} ble endret ved molekylær kobling, og dermed produsere en ny spektroskopisk håndtak som indikerer tilstedeværelse av analytten molekylet. Denne endringen oppstår fra den omfattende overlapping som oppstår mellom pi-system av syklopentadienyl-ringer og jern d-orbitaler. Hvis pi-systemet blir endret, dvs. derivatisert eller omsatt, deretter orbital interaksjonen vil, i sin tur, endring. Dette vil påvirke Fe kjernen og kan observeres som en endring i potensialet av Fe ^III / ^{Fe-II-par. 40,45,46} Disse egenskapene gjør et slikt system attraktiv for bruk som en kvantifisering middel i en elektrokjemisk immunologisk eller biosensor.

For å frem ferrocen holdige systemer som er spesifikke for biosensor kapasiteter er det optimalt å modifisere en Cp-ring med bio-reseptoren spesifikk for et målmolekyl, og benytte den andre Cp-ringen som molekyl fortøyningen til den elektrokjemiske avlesning eller elekroden (Figur 1). Syntese av disse asymmetriske ferrocen-derivater er utfordret av sidereaksjoner og dannelse av dimere og polymere arter dannet ved intermolekylær kryssbinding. ⁴⁷ Imidlertid er koplingskjemi fremstilling av en amidbinding den mest direkte vei for å tilveiebringe enkle derivater av ferrocen involverer biologiske komponenter slike som peptider og deres metabolitter. Derfor kan fastfaseteknikker først utviklet i 1950 av Merrifield for peptidsyntese påføres på metallorganiske forbindelser som inneholder ferrocen. Gjennom bruk av den ortogonalt substituert 1'-Fmoc-amino-ferrocen-1-karboksylsyre-molekyl, en ferrocen-system som kan inneholde en reseptor-del (biotin), elektrokjemisk avlesning (ferrocen), og immobiliserende-sammenkoblende komponent (cystein) har blitt konstruert og beskrevet heri. Syntesen av denne bio-konjugat er omtalt, så vel som bevis for immobilisering på en gulloverflate. Dette arbeidet representantenets første presentasjon av et system bestående av biotin, ferrocen og en aminosyre etter immobilisering på en gulloverflate.