组成图示
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传感器类型
量子点生物传感器
检测对象
互补DNA（complementary DNA，DNA1/DNA2/DNA3，Atto-647N标记）、凝血酶（thrombin，TB）；样品基质：PBS缓冲液（含0.6 μM EB）溶液。
检测原理
该传感器基于QD-EB双供体FRET。GSH-QD表面通过EDC/NHS偶联固定抗凝血酶适配体TBA。DNA检测时，Atto-647N标记的互补DNA与TBA杂交形成双链，EB优先嵌入双链并增强约20倍荧光；450 nm激发下，QD和EB同时向Atto-647N传递能量，665 nm受体FRET峰随DNA浓度增加，I665/I550线性上升。蛋白检测时，TB与TBA适配体结合并置换互补DNA，使受体远离QD，FRET减弱，QD 550 nm荧光恢复，IQD/IDye随log[TB]线性增加。比值读出降低仪器噪声影响。
检测灵敏度
DNA: LOD: ~0.5 nM；线性范围: 0-160 nM；斜率: 15.6、6.65、6.08 × 10^-4 nM^-1（DNA1、DNA2、DNA3）；R^2 = 0.991、0.984、0.986。TB: LOD: ~30 pM；线性范围: 0.1-10 nM（log[TB]）；R^2 = 0.985。
效应效果
该传感器对DNA靶标选择性良好：非互补DNA几乎无FRET信号，单碱基错配DNA信号显著低于完全匹配DNA，可实现SNP级区分；多数已报道QD-FRET DNA传感器区分比通常小于3。蛋白检测中，100 pM TB即可产生显著QD荧光增强，TB检出限约30 pM，比单供体QD-FRET TB传感器低2-4个数量级，与部分电化学TB传感器相当。比值读出对仪器噪声不敏感。文中未报告RSD、稳定性或实际样品回收率，作者认为可扩展至其他适配体用于生物传感、环境监测和疾病诊断。
传感器的构成
- 换能器/纳米供体：GSH封端CdSe-ZnS核壳量子点（GSH-QD，λEM≈540 nm，晶粒直径≈3.4 nm），作为主FRET供体与荧光换能元件
- 表面偶联层：EDC/NHS介导的酰胺偶联，将TBA 5' C6-胺连接到GSH-QD表面COOH，平均每个QD约5条TBA（QD-TBA5）或4条（QD-TBA4）
- 识别元件：29-mer抗凝血酶适配体序列（TBA，anti-thrombin aptamer），用于识别TB蛋白；DNA检测中与互补DNA杂交形成双链
- 信号受体：3' Atto-647N标记的互补DNA（DNA1/DNA2/DNA3），作为FRET受体，杂交后靠近QD产生约665 nm FRET信号
- 第二供体/嵌入染料：溴化乙啶（EB），优先嵌入TBA-DNA双链，荧光增强约20倍，作为第二FRET供体向Atto-647N传能
- 检测介质：PBS缓冲液（含0.6 μM EB），用于无分离均相荧光检测
- 读出方式：荧光光谱仪，450 nm激发，监测Atto-647N FRET峰（约665 nm）与QD峰（约550 nm）强度比
中文摘要
本文报道了一种新型量子点-嵌入染料双供体Förster共振能量转移（FRET）生物传感器，用于灵敏检测pM级DNA和蛋白靶标。量子点具有宽吸收和窄对称发射，适合FRET传感，但传统QD-FRET体系中QD为唯一供体，且商业水溶性QD水动力半径（7.5-15 nm）常大于典型QD-染料FRET对的Förster半径（4-7 nm），导致供体-受体距离要求严格。作者首次提出QD-溴化乙啶（EB）双供体FRET系统：QD和嵌入双链DNA的EB均可向染料受体传递能量，显著提高每次靶标DNA结合的整体FRET效率。通过在QD-DNA偶联物中引入特异性适配体序列，该体系可检测亚nM级标记DNA并区分单碱基错配；结合抗凝血酶适配体后，可实现无标记凝血酶检测，检出限约30 pM，比单供体QD-FRET蛋白传感器高2-4个数量级。
英文摘要
We report herein the development of a novel quantum dot-intercalating dye dual-donor FRET system that can be used for sensitive detection of pM level DNA and protein targets.