Fluorescence detection for DNA using hybridization chain reaction with enzyme-amplification.

荧光生物传感器

检测对象：目标单链 DNA（target ssDNA, T1）；样品基质：溶液/缓冲液（原文未明确具体生物基质）

目标单链 DNA（T1）作为引发剂，与生物素标记发夹 Bio-H1 或 Bio-H2 的 sticky end 杂交，使发夹打开并释放互补片段；释放片段再触发另一发夹打开，两种发夹交替打开并杂交，形成不断延长的带生物素双链 DNA 聚合物。T1 在链式反应中再生而不消耗，因此一个目标分子可引发多个发夹组装。HCR 产物通过生物素-亲和素作用被链霉亲和素磁珠捕获并富集，随后加入亲和素-HRP，使 HRP 结合到产物上。HRP 催化 HPA 生成荧光产物 bi-p,p'-4-hydroxyphenylacetic acid，荧光强度随目标 DNA 浓度增加。HCR 提供约 30 倍信号放大，酶催化进一步放大，空白背景可忽略。

LOD: 8.10 × 10^-16 M（3s 规则）；线性范围: 2 fM–100 fM；回归方程: F = 19.79 + 8.819(CT1/fM)；r = 0.9981

该传感器在 2–100 fM 范围内荧光响应随目标浓度线性增加，空白背景可忽略。选择性方面，等浓度单碱基错配 DNA 的荧光强度仅约为完全互补序列的 20%，三碱基错配约为 10%，表明 HCR 对引发序列特异性要求高。通过去除一种燃料的对照实验估算，平均约 30 个发夹打开并组装到一条双链产物上，相对单步酶放大具有约 30 倍信号放大。凝胶电泳显示产物平均分子量与引发剂浓度呈反比，证实 HCR 链式生长。作者指出该方法操作简便、灵敏度具有竞争力，可用于 DNA 的荧光定量检测；文中未报告实际样品回收率、RSD 或与 ELISA/HPLC/qPCR 的直接对比。

本文报道了一种基于杂交链式反应（HCR）与酶增强相结合的 DNA 荧光生物传感器。该体系以目标单链 DNA（T1）作为引发剂/催化剂，在链霉亲和素包被磁珠表面触发两条互补的生物素标记发夹 DNA（Bio-H1 和 Bio-H2）交替打开并杂交，形成带生物素的长双链 DNA 聚合物；目标序列在链式反应中不断再生而不被消耗。随后加入亲和素-辣根过氧化物酶（avidin-HRP），通过生物素-亲和素作用将 HRP 富集到磁珠捕获的 HCR 产物上。HRP 催化底物 HPA 生成荧光产物 bi-p,p'-4-hydroxyphenylacetic acid，其荧光强度与目标 DNA 浓度相关。凝胶电泳证实双链产物形成，荧光检测在 2 fM–100 fM 范围内呈线性，检出限为 8.10×10^-16 M（3s 规则）。单碱基错配序列信号约为完全互补序列的 20%，三碱基错配约为 10%，显示良好选择性。该方法操作简便、灵敏度高，可用于 DNA 的荧光定量分析。