组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
TP53基因短合成类似物CTP53及其单核苷酸错配变体（SNP/point mutation，codon 273）；样品基质为TrisMg缓冲液中的合成寡核苷酸溶液
检测原理
目标DNA含A、B两个区域。溶液相中，链霉亲和素与生物素化探针PA及生物素化连接寡核苷酸BdA23/BdT23预先组装成SON复合物；目标A区与PA杂交后，SON复合物附着于目标。随后将目标–SON混合液注入SPR芯片，目标B区与金表面硫醇化固定探针PB杂交，使大分子SON复合物被捕获。界面质量增加引起表面等离子体共振波长/响应变化，SPR光谱仪读出。由于SON复合物质量远大于裸DNA双链，信号被放大；探针间引入一个核苷酸gap并提高温度至40°C，削弱错配双链的堆积稳定，使单错配目标响应低于仪器分辨率，实现SNP区分。
检测灵敏度
LOD: 40 pM；直接检测 LOD: 约为 40 pM 的 2 倍；5 nM 时放大响应约为直接检测的 14 倍；高浓度区放大 >10 倍，低浓度区约 5 倍
效应效果
优化后检测方案在40°C下对含单个错配碱基的TP53类似物无显著响应，响应低于SPR仪器分辨率；直接检测中完全匹配与单/双错配响应几乎相同，无法区分。无目标时SON复合物对PB表面无显著非特异结合。5 nM目标下，SON放大检测响应约为直接检测的14倍；校准曲线显示高浓度区放大超过10倍，低浓度区约5倍。每个校准点至少在不同芯片上重复三次，表明方法可重复。作者认为该策略仅需少量链霉亲和素和生物素化寡核苷酸，成本低、步骤简单，可适配荧光、QCM和SPR成像等高通量平台，用于SNP基因分型和癌症相关突变监测。
传感器的构成
- 基底/换能器：SPR芯片金膜（Au film），通过衰减全反射激发表面等离子体，提供质量敏感光学换能。
- 自组装识别层：硫醇化DNA探针PB（9-mer，5′-TGC GTG TTT GAT TAT T-3′-HS）或P1（23-mer）通过Au–S键固定于金表面，识别目标DNA的B区或全序列。
- 封闭层：烷基硫醇HS-C11-(EG)4-OH（1 µM）占据金表面非特异位点，降低非特异吸附。
- 溶液相识别/放大元件：链霉亲和素（streptavidin）与生物素化探针PA（Biotin-(TEG)2-9-mer）经生物素–链霉亲和素结合形成复合物。
- 连接寡核苷酸：生物素化poly(dA)（BdA23）和生物素化poly(dT)（BdT23）通过杂交连接多个链霉亲和素，形成大分子SON复合物。
- 封闭/抗非特异缓冲：SuperBlock® T20 (PBS) 用于再生后封闭，降低SON复合物非特异结合。
- 信号标记/放大：目标DNA–SON复合物结合到表面PB后增加界面质量，产生SPR响应放大（无荧光/酶标记）。
中文摘要
本文报道一种基于链霉亲和素–寡核苷酸（SON）复合物放大和表面等离子共振（SPR）生物传感器技术检测单核苷酸多态性（SNP）的方法。目标DNA的一部分与预先在溶液相中形成的、含生物素化探针A（PA）的SON复合物结合，另一部分与固定在传感器表面的DNA探针B（PB）识别。通过优化SON复合物组成、探针设计和检测温度，实现高特异性和高灵敏度：对含单个错配碱基的目标无响应，完全匹配寡核苷酸的传感器响应较直接检测提高约一个数量级。该检测方案用于检测含TP53基因第273密码子“热点”单核苷酸错配的短合成类似物，检出限达40 pM。该方法可用于快速、原位、高通量SNP基因分型，并可拓展至荧光、QCM和SPR成像等平台。
英文摘要
This paper reports an approach to detection of single nucleotide polymorphism based on special amplification assay and surface plasmon resonance biosensor technology. In this assay, a part of the target DNA is recognized by a probe (probe A) coupled with streptavidin-oligonucleotide (SON) complexes ex situ, and when the mixture is injected in the sensor, another part of the target DNA is recognized by a DNA probe (probe B) immobilized on the sensor surface. To achieve high sensitivity and specificity, the assay is optimized in terms of composition of SON complexes, probe design, and assay temperature. It is demonstrated that this approach provides high specificity (no response to targets containing single-mismatched bases) and sensitivity (improves sensor response to perfectly matched oligonucleotides by one order of magnitude compared to the direct detection method). The assay is applied to detection of a short synthetic analogue of TP53 containing a "hot spot"-single nucleotide mismatch frequently mutated in germ line cancer-at levels down to 40 pM.