组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
PML/RARα融合基因（PML/RARα fusion gene）；样品基质：血液来源PCR扩增真实样品（PCR real samples）
检测原理
传感器以NPG为高导电、大表面积换能基底，巯基捕获探针通过Au-S键固定于表面。目标PML/RARα融合基因与探针杂交后形成双链DNA，使电极界面由单链DNA转变为双链DNA。亚甲基蓝（MB）作为电活性嵌入剂，可与单链DNA中的鸟嘌呤碱基结合并产生较强的还原电流；杂交后双链结构的空间位阻阻止MB与鸟嘌呤相互作用，导致DPV还原峰电流下降。目标DNA浓度越高，形成双链越多，MB信号下降越明显，因此峰电流变化可定量反映融合基因浓度。NPG的纳米孔结构增大探针负载量并改善电子传递，提高灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 6.7 pM；线性范围: 60 pM–220 pM；灵敏度斜率: -41.0885 μA/nM；R = -0.9966
效应效果
该传感器对互补目标DNA表现出明显信号下降，对单碱基错配DNA信号显著高于互补序列，对部分PML和部分RARα序列无显著杂交信号，显示良好选择性。对0.12 nM目标DNA的重现性RSD为7.26%（n=3）。在PCR真实样品检测中，探针修饰NPG电极平均峰电流为75.9 μA（RSD 6.16%），空白背景为64.8 μA（RSD 6.89%），阳性样品为57.6 μA（RSD 7.69%），阴性样品为73.8 μA（RSD 8.35%），与琼脂糖凝胶电泳结果一致。NPG电极的峰电流差约为平金电极的25倍，实际表面积约为平金电极的9.9倍。作者认为该传感器制备简单、经济、可控，可用于APL早期诊断和预后监测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：直径2 mm金电极（Au），经抛光和0.5 M H2SO4电化学清洗，作为导电基底。
- 纳米孔修饰层：反复方波氧化还原循环（SWORC）制备纳米孔金电极（NPG），增大真实表面积（约9.9倍）并提供高导电界面。
- 识别元件：5′-巯基修饰22碱基捕获探针DNA（S1），在含TCEP的固定缓冲液中通过Au-S键自组装于NPG表面，用于识别PML/RARα融合基因。
- 封闭/排列层：巯基己醇（MCH，1.0 mM）处理1 h，封闭非特异吸附位点并促进ssDNA排列。
- 杂交样品层：PBS/NaCl杂交缓冲液中的目标DNA或PCR真实样品，45 ℃杂交30 min形成双链DNA。
- 信号标记物：亚甲基蓝（MB，20 μM）作为电活性指示剂，嵌入/结合DNA，其还原峰电流反映杂交程度。
- 清洗/封闭液：0.1% SDS磷酸盐缓冲液和洗涤缓冲液，去除未结合寡核苷酸和非特异MB。
中文摘要
本研究报道了一种基于反复方波氧化还原循环（SWORC）制备纳米孔金电极（NPG）的电化学DNA生物传感器，用于检测急性早幼粒细胞白血病（APL）中的PML/RARα融合基因。循环伏安法表明，NPG电极的有效表面积约为相同几何面积平金电极的9.9倍。传感器以巯基修饰的捕获探针DNA自组装于NPG表面，并用巯基己醇（MCH）封闭；杂交后以亚甲基蓝（MB）为电活性指示剂，采用差分脉冲伏安法（DPV）监测电极表面MB还原峰电流。探针与目标DNA杂交形成双链后，MB与鸟嘌呤碱基的相互作用受到空间位阻抑制，峰电流下降。结果表明，峰电流与互补链浓度在60 pM至220 pM范围内呈线性关系，检出限为6.7 pM。该传感器灵敏度和选择性良好，并成功用于PCR真实样品检测，结果令人满意。
英文摘要
In this study, a kind of nanoporous gold electrode (NPG) prepared with repetitive square-wave oxidation reduction cycle (SWORC) was reported. The active surface area of the proposed NPG electrode was 9.9 times larger than that of a bare flat one characterized by cyclic voltammetry (CV). An electrochemical DNA biosensor based on NPG electrode was fabricated for detection of promyelocytic leukemia/retinoic acid receptor α (PML/RARα) fusion gene in acute promyelocytic leukemia (APL) by using Methylene Blue (MB) as an electroactive indicator. Differential pulse voltammetry (DPV) was employed to monitor the hybridization reaction on the probe modified electrode. The decrease of the peak current of MB was observed upon hybridization of the probe with target DNA. The results indicated that the peak current was linear with the concentration of complementary strand in the range of 60 pM to 220 pM with a detection limit of 6.7 pM. This new biosensor exhibited excellent sensitivity and selectivity and had been used for an assay of PCR real sample with a satisfactory result.