组成图示
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传感器类型
侧流层析试纸条
检测对象
靶DNA（target DNA）、人基因组DNA（human genomic DNA）；样品基质：SSC/BSA缓冲液样品溶液
检测原理
该传感器采用HRP–Au-NP–DNA偶联物作为双标记探针。样品中的靶DNA与Au-NP表面巯基化检测DNA探针杂交，形成靶DNA–检测探针–Au-NP复合物，并随层析液迁移至检测线；检测线上固定的生物素化捕获探针1与靶DNA发生二次杂交，将Au-NP和HRP捕获在检测区，质控线则捕获多余偶联物。加入AEC/H2O2底物后，HRP催化生成不溶性红色显色产物并沉积在捕获的Au-NP和检测区，使红色条带显著增强。靶DNA浓度越高，捕获的Au-NP和HRP越多，酶催化产物越多，条带强度越大，从而实现肉眼判断和便携读数仪定量。
检测灵敏度
LOD: 0.3 pM（24 amol/80 µL，S/N = 3）；目视LOD: 0.01 pM（0.8 amol/80 µL）；人基因组DNA LOD: 0.025 ng/mL（12.5 aM）；线性范围: 0.5 pM–50 nM（两段：0.5 pM–0.1 nM、0.1 nM–50 nM）
效应效果
该传感器在优化条件下无靶DNA时检测线无明显红色条带，非特异吸附可忽略；0.01 pM靶DNA可肉眼判断，定量LOD为0.3 pM（24 amol/80 µL，S/N=3），比先前Au-NP侧流核酸生物传感器低1000倍。人基因组DNA检测限为0.025 ng/mL（12.5 aM），低于其他方法。重现性良好：对照、0.1 nM、1 nM、5 nM靶DNA的CV分别为5.7%、6.3%、5.1%、4.6%（n=6），总体RSD<7%；采用检测线/质控线峰面积比后CV改善为3.1%、3.77%、2.8%、2.6%。总检测时间约30 min，作者认为其快速、灵敏、低成本，适合现场和即时诊断遗传病及感染因子。
传感器的构成
- 试纸条层析基底：硝酸纤维素膜（nitrocellulose membrane, NC膜），承载检测线与质控线并允许层析迁移
- 样品导入层：玻璃纤维（glass fibers, GFCP000800）与纤维素纤维样品垫（cellulose fiber sample pads, CFSP001700），用于样品吸收和毛细流动
- 纳米载体标记层：15±3.5 nm金纳米颗粒（Au-NPs），作为双标记载体，提供局域表面等离子体红色信号
- 识别元件：巯基化检测DNA探针（thiolated detection probe）通过Au–S自组装固定于Au-NP，与靶DNA杂交；生物素化捕获探针1（biotinylated capture probe 1）固定于检测线，捕获靶DNA；生物素化捕获探针2（biotinylated capture probe 2）固定于质控线，捕获检测探针
- 固定化介质：链霉亲和素（streptavidin），通过生物素–链霉亲和素作用将捕获探针固定于NC膜
- 酶信号标记物：辣根过氧化物酶（HRP），吸附于Au-NP表面，催化底物生成红色不溶性产物
- 封闭与稳定剂：BSA、Tween 20、蔗糖、SDS、NaCl，用于封闭非特异吸附、稳定Au-NP并调控DNA取向
- 显色底物：AEC/H2O2底物溶液（3-amino-9-ethylcarbazole, AEC；H2O2），在HRP催化下生成红色显色产物沉积于检测区
中文摘要
本文报道了一种基于辣根过氧化物酶（HRP）–金纳米颗粒（Au-NP）双标记和侧流层析试纸条生物传感器（LFSB）的超灵敏核酸生物传感器（NAB）。该工作在前人研究基础上优化了HRP–Au-NP–DNA偶联物的制备，发现十二烷基硫酸钠（SDS）以及巯基化DNA和HRP在Au-NP表面的固定顺序对提高检测灵敏度具有重要作用。经系统优化后，当前方法的检测限比先前工作低1000倍。不溶性酶催化产物（红色显色剂）沉积在LFSB检测区捕获的Au-NP上，可显著增强肉眼可见信号。结合酶催化放大与Au-NP独特光学性质，该NAB无需仪器即可检测0.01 pM靶DNA。该NAB为核酸样品检测提供了快速、灵敏、低成本工具，在遗传病现场和即时诊断以及感染因子检测方面具有广阔前景。
英文摘要
In this article, we describe an ultrasensitive nucleic acid biosensor (NAB) based on horseradish peroxidase (HRP)-gold nanoparticle (Au-NP) dual labels and lateral flow strip biosensor (LFSB). The results presented here expand on prior work (Mao et al., 2009a) by optimizing the preparation of HRP-Au-NP-DNA conjugates. It was found that sodium dodecyl sulfate (SDS) and the immobilization sequence of thiolated DNA and HRP on the Au-NP surface played very important roles to improve the sensitivity of the assay. After systematic optimization, the detection limit of current approach is 1000 times lower than that in prior work. Deposition of insoluble enzymatic catalytic product (red colored chromogen) on the captured Au-NPs at the test zone of LFSB offers a dramatic visual enhancement. Combining enzyme catalytic amplification with unique optical properties of Au-NPs, the NAB was capable of detecting of 0.01-pM target DNA without instrumentation. The NAB thus provides a rapid, sensitive, low-cost tool for the detection of nucleic acid samples. It shows great promise for in-field and point-of-care diagnosis of genetic diseases and for the detection of infectious agents.