组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
无明确检测分析物（非传感检测论文）；涉及双链DNA片段（dsDNA，λ噬菌体DNA/PCR产物），样品基质：PBS、4 M Gu·HCl、8 M urea、0.5 M NaOH
检测原理
本文并非基于分析物浓度产生传感信号，而是建立DNA表面固定化学。首先用Taq DNA聚合酶在双链DNA 3′端加A尾，再与带5′-T尾和5′-硫醇/3′-氨基的合成适配体在T4 DNA连接酶作用下连接，使DNA两端分别获得硫醇和氨基。随后，5′-硫醇与金表面形成Au-S键，或与MPTES硅烷层的马来酰亚胺反应，实现共价固定；MHA封闭剩余表面。3′-氨基可进一步与FITC等荧光染料反应。XPS通过N、P、S峰判断DNA是否固定，荧光显微镜通过染料荧光判断氨基反应。信号强度反映表面DNA或标记量，而非目标分析物浓度。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率、相关系数。
效应效果
方法选择性良好：未修饰DNA在金表面未显示N/P峰，只有硫醇修饰DNA可稳健固定；P/N比0.23–0.34，接近理论值0.285。连接酶浓度>50 U/μL时，>90%原始dsDNA转化为双端和单端连接产物，比例约2:1；剪切λ DNA总转化率约70%，初始与修饰产物约1:3。不同变性缓冲液所得ssDNA表面密度差异约±7%，最近邻距离ssDNA 7.7 nm、dsDNA 8.2 nm、变性后8.6 nm。荧光对照中，TAMRA-DNA-SH+MHA比对照约10倍，150-mer FITC标记比对照约20倍；无DNA仅背景。作者认为可用于生物传感器和测序芯片表面。
传感器的构成
- 基底：金涂层盖玻片（12 nm Au/1.5 nm Ti）或硅片（Si wafer），提供固体支撑。
- 表面修饰层：3-马来酰亚胺丙基三乙氧基硅烷（MPTES）单层，提供马来酰亚胺反应位点。
- DNA固定层：异双功能修饰双链DNA（dsDNA，5′-硫醇/3′-氨基），通过硫醇与金或马来酰亚胺共价固定。
- 封闭剂：巯基己酸（MHA），封闭未反应表面并去除非特异结合DNA。
- 信号标记物：FITC、TAMRA、FAM荧光染料，与3′-氨基反应产生荧光。
- 读出装置：XPS（Scienta ESCA）与荧光显微镜（Olympus IX71/CCD），检测表面N/P/S和荧光。
中文摘要
许多生物传感器、DNA芯片和下一代DNA测序技术都需要对样品中产生的随机DNA序列进行通用末端修饰。化学修饰DNA的表面固定通常是构建合适传感平台的第一步。本文描述了一种简单、高效的方法，用于将任意双链DNA片段进行异双功能修饰，并在其两端引入选定的化学基团。该方法使用10–20 bp的短合成适配体，适配体带有所需末端功能基团，同时引入已知序列，可用于合成测序中的引物杂交。基于优化条件下的连接反应，该方法具有选择性，并能高产获得目标异双功能DNA产物。还可采用额外两步程序，利用化学修饰引物进行PCR扩增，进一步富集所需双功能化产物。修饰DNA中的两个功能基团均具有化学活性，可用于将DNA链固定到固体表面，从而构建生物传感器或测序芯片表面。
英文摘要
Many biosensors, DNA arrays, and next-generation DNA sequencing technologies need common methods for end modification of random DNA sequences generated from a sample of DNA. Surface immobilization of chemically modified DNA is often the first step in creating appropriate sensing platforms. We describe a simple technique for efficient heterobifunctional modification of arbitrary double-stranded DNA fragments with chosen chemical groups. The modification requires the use of short (10-20 base pairs) synthetic adaptors having desired terminal functional groups and installs known sequences, which can be used for hybridization of primers in the sequencing-by-synthesis approaches. The method, based on ligation under optimized conditions, is selective and provides high yields of the target heterobifunctional DNA product. An additional two-step procedure can be applied to select further for the desired bifunctionalized product using PCR amplification with a chemically modified primer. Both functional groups in the modified DNA are chemically active and can be used in surface immobilization of the DNA strands to create the surface of a biosensor or sequencing chip.