组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
两种目标DNA序列（CHO Alu 19-mer target-ssDNAs，Alexa488/Alexa594标记），样品基质：TE buffer溶液
检测原理
巯基化锚定ssDNA通过硫醇固定在银岛薄膜（SiF）表面，形成DNA支架。荧光标记的目标ssDNA加入后，与互补锚定DNA杂交形成双链，使Alexa 488或Alexa 594荧光团被拉近至银纳米颗粒约7 nm处。此时荧光团激发态偶极与银纳米颗粒表面等离子体发生近场耦合，产生金属增强荧光（MEF），发射强度显著增强且激发态寿命缩短。微波辐照通过促进水分子运动、增强扩散并破坏ssDNA内链结构，在30 s内加速杂交。双色体系中，473 nm激发绿色通道、594 nm激发红色通道，各通道荧光强度与对应目标DNA杂交量成正比，并受表面锚定DNA数量限制而趋于饱和。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2。
效应效果
该RCS平台在30 s内完成两种目标DNA的杂交与检测，而室温对照需约1 h，微波加速约1000倍。双色检测中，1:1混合锚定DNA与1:1混合目标DNA杂交后，Alexa 488和Alexa 594信号均约为单一锚定DNA孔的50%，表明表面固定比例可控、杂交高度序列特异且两荧光团间无显著FRET。MEF使Alexa 488平均寿命由4.23 ns降至2.13 ns，Alexa 594由4.23 ns降至1.156 ns，提高光稳定性。作者认为该平台可与细菌快速裂解（<15 s）联用，总检测时间可低于1 min，并有望用于病原菌、病毒核酸及突变/序列变异分析，在POC和生物医学实验室中与PCR竞争。
传感器的构成
- 基底/换能器：APS涂层玻璃片（APS-coated glass slides），提供平整基底并用于制备银岛薄膜。
- 纳米材料修饰层：银岛薄膜（SiFs，silver island films），由银纳米颗粒组成，产生局域表面等离子体并实现金属增强荧光（MEF）。
- 识别元件：巯基化锚定单链DNA（thiolated anchor-ssDNAs，5′-ThioMC6-D修饰），通过硫醇与银表面结合，固定于SiF表面并特异性捕获互补目标DNA。
- 信号标记物：Alexa 488与Alexa 594荧光标记目标单链DNA（target-ssDNAs），杂交后荧光团靠近银纳米颗粒，发射增强。
- 反应介质：TE buffer（pH 7.4）与DTT，用于还原5′-ThioMC6-D二硫键、活化巯基DNA并维持杂交环境。
- 读出装置：光纤光谱仪（HD2000）配合473/594 nm连续激光与长通滤光片，采集双色荧光信号。
中文摘要
为分析溶液中DNA片段序列，本文引入一种双色DNA检测方法，结合金属增强荧光（MEF）效应与微波加速DNA杂交。该方法基于新的“捕获与信号”技术，即在同一孔中利用固定在银岛薄膜（SiF）上的互补锚定单链DNA，同时特异性识别两种目标DNA序列。共价连接在ssDNA片段上的荧光标记Alexa 488和Alexa 594充当生物传感器识别探针，在DNA杂交后表现出强响应，使荧光团靠近银纳米颗粒，适合MEF。随后发射强度显著增强，激发态寿命降低。此外，对含DNA分子的孔进行30 s微波辐照，可在室温下显著（约1000倍）加速DNA片段的高度选择性杂交。该双色“捕获与信号”DNA检测平台可大幅加速基因组DNA序列的定量分析，建立简单、快速的核酸分析生物医学平台。
英文摘要
For analyses of DNA fragment sequences in solution we introduce a 2-color DNA assay, utilizing a combination of the Metal-Enhanced Fluorescence (MEF) effect and microwave-accelerated DNA hybridization. The assay is based on a new "Catch and Signal" technology, i.e. the simultaneous specific recognition of two target DNA sequences in one well by complementary anchor-ssDNAs, attached to silver island films (SiFs). It is shown that fluorescent labels (Alexa 488 and Alexa 594), covalently attached to ssDNA fragments, play the role of biosensor recognition probes, demonstrating strong response upon DNA hybridization, locating fluorophores in close proximity to silver NPs, which is ideal for MEF. Subsequently the emission dramatically increases, while the excited state lifetime decreases. It is also shown that 30s microwave irradiation of wells, containing DNA molecules, considerably (~1000-fold) speeds up the highly selective hybridization of DNA fragments at ambient temperature. The 2-color "Catch and Signal" DNA assay platform can radically expedite quantitative analysis of genome DNA sequences, creating a simple and fast bio-medical platform for nucleic acid analysis.