组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
单链DNA（ssDNA）、双链DNA（dsDNA）/目标DNA；样品基质：水相缓冲液（25 mM磷酸盐，pH 7.4），可含THF/SDS
检测原理
该体系以阳离子共轭聚合物（CCP）为光捕获供体，以荧光染料标记的单链DNA（ssDNA-C*，C*=Fl或TR）为受体。目标DNA与互补ssDNA/PNA探针杂交后形成双链，使带负电的DNA骨架与带正电的CCP通过静电作用靠近，满足FRET距离要求。激发CCP后，其激发能经FRET传递给染料，染料发射增强；信号放大因子定义为CCP敏化C*发射与直接激发C*发射之比。目标浓度升高时，杂交/捕获的C*增多，C*发射增强直至饱和。能级匹配可避免光诱导电荷转移（PCT），降低电荷密度、使用寡聚物、THF共溶剂、SDS、受体稀释或二氧化硅纳米颗粒可减少染料猝灭并富集供体，从而提高灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 10 pM；线性范围: 0–3 μM（ssDNA1-Fl）；线性范围: 7–56 ssDNA1-Fl/NP（溶液荧光强度）
效应效果
选择性方面，四价分子9对dsDNA与ssDNA的Fl发射差异比线性聚合物1更明显；寡聚物13对dsDNA-Fl与ssDNA1-Fl的发射差异大于聚合物5，有利于区分杂交状态。抗猝灭方面，未稀释时加入1、2、3使TR发射分别降低70%、80%和60%，稀释后几乎无猝灭或仅降低15%；5 μM SDS使TR放大因子从1.5提高到12；NP辅助体系中放大因子可达110（7ssDNA1-Fl/NP），检测限为10 pM。与多重标记探针、染料掺杂二氧化硅纳米颗粒探针和表面等离子方法相比，CCP放大无需复杂标记或特殊仪器，可用标准荧光计，作者认为可适用于生理femtomole水平DNA检测。
传感器的构成
- 基底/换能介质：溶液相缓冲液（25 mM磷酸盐，pH 7.4），无固定电极，承载CCP/DNA复合物并传递光信号
- 供能/光捕获层：阳离子共轭聚合物（CCP），如阳离子聚芴（cationic polyfluorene, cPF）或阳离子聚芴-苯（PFP），作为FRET供体
- 识别元件：互补单链DNA探针（ssDNA）或肽核酸（PNA）探针，与目标DNA杂交形成双链
- 信号标记物：荧光染料标记ssDNA（ssDNA-C*），C*为荧光素（Fl）或Texas Red（TR），作为FRET受体
- 纳米颗粒辅助层：二氧化硅纳米颗粒（silica NP），固定ssDNA探针，降低染料猝灭并富集CCP
- 环境调节剂：四氢呋喃（THF）共溶剂、十二烷基硫酸钠（SDS）或未标记ssDNA，调节静电/疏水相互作用和猝灭
中文摘要
实时、高选择性和高灵敏度的多核苷酸检测方法具有重要的科学与经济价值。基于荧光共振能量转移（FRET）的检测方法利用水溶性共轭聚合物（CP）的集体响应和水相聚电解质自组装特性，已广泛用于DNA、RNA、蛋白质和小分子检测。CP基生物传感器的检测灵敏度取决于激发CP时染料发射相对于直接激发染料时的信号放大。本文以阳离子聚芴衍生物和荧光素（Fl）或Texas Red（TR）标记的单链DNA（ssDNA-C*）作为供体/受体对，表明除供体与受体之间的光谱重叠、取向和距离外，聚合物/DNA-C*复合物内供体/受体的能级和荧光猝灭也是影响染料发射信号输出的重要因素。
英文摘要
Methods for real time, highly selective and sensitive polynucleotide detection are of vast scientific and economic importance. Fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based assays which take advantage of the collective response of water-soluble conjugated polymers (CPs) and the self-assembly characteristic of aqueous polyelectrolytes have been widely used for the detection of DNA, RNA, protein and small molecules. The detection sensitivity of CP-based biosensor is dependent on the signal amplification of dye emission upon excitation of CP relative to that upon direct excitation of the dye. Using cationic polyfluorene derivatives and chromophore (fluorescein or Texas Red) labeled single-stranded DNA molecules (ssDNA-C*) as donor/acceptor pairs, we show that in addition to the spectral overlap, orientation and distance between the donor and the acceptor, the energy levels and fluorescence quenching of the donor/acceptor within the polymer/DNA-C* complexes are also important factors that affect the signal output of dye emission.