组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
互补DNA（complementary DNA, cDNA）；样品基质：杂交缓冲液溶液、兔血/人血离心上清
检测原理
5'-巯基探针DNA通过Au–S键固定在Fe@Au核壳纳米粒子金壳表面。加入互补目标DNA后，探针与目标在溶液中杂交形成dsDNA；未杂交探针保持ssDNA状态。亚甲基蓝（MB）可与ssDNA中的鸟嘌呤碱基特异性结合并发出荧光，而与dsDNA结合能力显著降低。因此目标DNA浓度越高，形成dsDNA越多，可结合MB的ssDNA越少，MB荧光强度下降越大。Fe@Au纳米粒子具有磁性，可用外部磁场分离并洗涤，去除未杂交DNA和过量MB，降低背景。最后用荧光分光光度计在630 nm激发、690 nm发射下测定MB荧光，以ΔF=FssDNA-FdsDNA作为响应信号，ΔF与cDNA浓度对数呈线性。
检测灵敏度
LOD: 1.0 × 10^-13 M (S/N = 3)；线性范围: 3.0 × 10^-13–1.0 × 10^-9 M；灵敏度斜率: 67.8278（ΔF = 67.8278 log C_DNA + 852.1188，C单位M）；R = 0.9942
效应效果
该传感器对完全互补DNA响应最大，非互补序列响应最低，单碱基错配序列响应明显低于完全互补序列，表明可区分单碱基错配。与文献中CdSe/ZnS纳米晶、金纳米粒子-DNA荧光猝灭、DNA连接酶反应、染料掺杂纳米粒子及磁性发光纳米粒子等荧光DNA检测方法相比，本文方法线性范围（0.0003–1 nM）和检出限（0.0001 nM）具有优势。实际样品采用兔血和人血离心上清，加标1.0×10^-10 M和1.0×10^-11 M，回收率分别为85%、83%、83%、87%，平均约85%，说明可用于实际血液样品分析。文中未报告长期稳定性与RSD具体数值。
传感器的构成
- 基底/换能载体：Fe@Au核壳纳米粒子（Fe@Au NPs），Fe核提供磁性分离，Au壳提供固定平台
- 纳米材料修饰层：Au壳层（Au shell），通过Au–S键共价固定巯基化探针DNA
- 识别元件：5'-SH探针DNA（probe DNA），与互补目标DNA杂交
- 信号标记物：亚甲基蓝（MB），与ssDNA鸟嘌呤结合产生荧光，dsDNA结合减少导致荧光下降
- 反应介质：0.01 M Tris-HCl（pH 7.40）和0.20 M NaCl杂交缓冲液，用于杂交、洗涤和磁分离
- 信号读出：荧光分光光度计（F-4500），激发630 nm、发射690 nm，读取MB荧光下降ΔF
中文摘要
本研究报道了一种基于Fe/Au核壳纳米粒子（Fe@Au NPs）的敏感荧光生物传感器，用于检测DNA杂交。首先采用反胶束法合成金壳铁核的Fe@Au NPs，并通过透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）表征其尺寸与形貌。随后，将5'磷酸端带巯基的探针DNA共价固定到Fe@Au NPs表面。DNA杂交事件通过荧光法检测，以亚甲基蓝（MB）作为荧光探针。MB荧光强度下降值（ΔF）与互补DNA浓度在3.0×10^-13至1.0×10^-9 M范围内呈线性关系，检出限为1.0×10^-13 M（S/N=3）。此外，该DNA检测方法表现出优异的选择性，能够区分单碱基错配DNA。该方法还用于兔血和人血离心上清的实际样品分析，加标回收率约为85%，表明其具有实际样品检测潜力。
英文摘要
In this study, we reported a sensitive fluorescent biosensor for detection of DNA hybridization based on Fe/Au core/shell (Fe@Au) nanoparticles (NPs). First, Fe@Au NPs were synthesized using a reverse micelle method, with gold as the shell and iron as the core. The nanoparticle size was confirmed by transmission electron microscopy (TEM). Scanning electron microscopy (SEM) was performed in order to elucidate the morphology of the Fe@Au NPs. Then probe DNA with -SH at the 5'-phosphate end was covalently immobilized onto the surface of the Fe@Au NPs. The DNA hybridization event can be detected by a fluorescent method and methylene blue (MB) as the fluorescent probe. The decline of the fluorescence intensity of MB (ΔF) was linear with the concentration of the complementary DNA from 3.0 × 10(-13) to 1.0 × 10(-9) M with a detection limit of 1.0 × 10(-13) M (S/N = 3). In addition, this approach of DNA detection exhibited excellent selectivity, even for single-mismatched DNA detection.