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
靶 DNA（target DNA/cDNA），溶液样品（未明确具体基质）
检测原理
MB 标记捕获探针通过 Au–S 键自组装在金电极表面。加入靶 DNA 后，靶 DNA 的一段与辅助探针互补，另一段与捕获探针互补，辅助探针同时与捕获探针形成短双链区，三者构成 Y 型连接结构。该结构将 HaeIII 的切割位点置于辅助探针/捕获探针双链上，使其与靶 DNA 分离。HaeIII 切割捕获探针后，MB 标记片段从电极解离，完整靶 DNA 被释放，并可再次与新的捕获探针和辅助探针杂交，启动下一轮切割。随着循环进行，单个靶 DNA 分子导致多个 MB 片段解离，MB 交流伏安峰电流下降幅度随靶 DNA 浓度增加而增大，从而实现 signal-off 检测。
检测灵敏度
LOD: 14 pM；检测浓度范围: 1 pM–10 nM
效应效果
该传感器在优化条件下对 cDNA 表现出良好选择性：5 nM 时 cDNA 的 S/B 约 5.2，单碱基错配 smDNA 约 2.5，双碱基、三碱基错配及随机 DNA 的 S/B 很低，说明可区分单碱基错配。文中未报告稳定性、RSD 或实际样品回收率。灵敏度与已报道 DNA 检测方法相当或更优。作者强调其通用性：通过更换捕获探针和辅助探针序列即可检测不同靶 DNA，且使用商用 MB 标记 DNA，无需酶或纳米标记，适合临床诊断和生物医学研究中的 DNA 序列检测。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金电极（Au electrode），提供电化学换能界面。
- 识别元件：MB 标记捕获探针（capture probe，5'-MB-TTT GGG GCC CCT TCT CGA TTT TTT TTT T-C6H12-SH-3'），通过 Au–S 键自组装并识别靶 DNA。
- 识别元件：辅助探针 3（assistant probe 3，5'-A CAG CAC GCA GGG CCC C-3'），与靶 DNA 杂交并与捕获探针形成短双链区，构建 Y 型结构。
- 信号放大元件：限制性内切酶 HaeIII，识别并切割辅助探针/捕获探针双链中的切割位点，释放靶 DNA 实现循环放大。
- 信号标记物：甲硫蓝（MB），作为电化学指示剂，其交流伏安峰电流随 MB 片段解离而降低。
- 信号读出：交流伏安法（AC voltammetry），监测 MB 峰电流变化以定量靶 DNA。
中文摘要
本文报道了一种基于‘Y’型连接结构和限制性内切酶辅助靶标循环策略的电化学 DNA 生物传感器。该传感器以金电极为基底，将甲硫蓝（MB）标记的捕获探针通过 Au–S 键自组装于电极表面。当靶 DNA 加入后，其一段序列与辅助探针互补，另一段序列与 MB 标记捕获探针互补，同时辅助探针与捕获探针之间形成短双链区，从而构建稳定的 Y 型连接结构。该结构使限制性内切酶 HaeIII 的切割位点位于辅助探针/捕获探针双链上，而与靶 DNA 分离。HaeIII 切割捕获探针后，MB 标记片段从电极表面解离，同时完整靶 DNA 被释放，可再次与新的捕获探针和辅助探针杂交并启动下一轮切割。通过多次杂交、切割和解离循环，单个靶 DNA 分子可放大产生显著的 MB 峰电流下降。该传感器采用交流伏安法监测 MB 峰电流变化，具有通用性，可通过更换捕获探针和辅助探针序列检测不同靶 DNA，并表现出良好的灵敏度和选择性。
英文摘要
Based on the "Y" junction structure and restriction endonuclease-aided target recycling strategy, an electrochemical biosensor for DNA detection was developed. This universal biosensor was suitable for detecting different sequences of target DNA by changing the sequence of capture and assistant strands.