组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
肠炎沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Enteritidis）Iel基因DNA；样品基质：细菌培养物提取DNA/PCR产物（蒸馏水稀释）
检测原理
靶标DNA经95℃变性为单链后，与固定于氨基MNPs上的第二DNA探针杂交，形成MNP-探针-靶DNA复合物；再加入表面自组装第一DNA探针和大量TEX 613标记条形码DNA的Au-NPs，第一探针与靶DNA另一端杂交，形成MNP-第二探针/靶DNA/第一探针-Au-NPs-条形码DNA三明治结构。磁场将复合物从游离组分中分离并富集，随后0.5 M DTT还原Au-NPs表面二硫键，使每个Au-NP上携带的约100条条形码DNA释放。释放的荧光条形码DNA浓度与靶DNA浓度成正比，经荧光计数器测量，实现信号放大。
检测灵敏度
LOD: 2.15 × 10−16 mol（或 1 ng/mL）
效应效果
荧光信号随靶DNA浓度呈指数增长，10 µg/mL靶DNA平均计数5711，最低检测1 ng/mL（2.15×10−16 mol）。Au-NPs平均直径15 nm，吸收峰519 nm，室温1个月未聚集；条形码修饰Au-NPs稳定保存1个月以上，未修饰Au-NPs聚集。偶联效率评价中，MNPs-sulfo-SMCC-6-FAM DNA上清荧光72,735 counts（SD 248.7），低于无交联剂对照293,003 counts，表明交联有效。作者认为无需酶促扩增，适合食源病原快速检测。
传感器的构成
- 磁性分离基底：氨基修饰磁性纳米颗粒（amine-coated MNPs），用于捕获靶DNA并通过磁场分离富集
- 交联修饰层：磺基SMCC（sulfo-SMCC）连接MNPs氨基与巯基化第二DNA探针，未反应位点用磺基NHS乙酸酯（sulfo-NHS acetate）封闭
- 捕获识别元件：第二靶标特异性DNA探针（2nd DNA probe，Iel基因661–686位），固定于MNPs，识别靶DNA
- 信号侧识别元件：第一靶标特异性DNA探针（1st DNA probe，Iel基因919–944位），自组装于Au-NPs，识别靶DNA
- 信号放大载体：金纳米颗粒（Au-NPs，平均直径15 nm，柠檬酸还原法合成），承载大量条形码DNA并作为荧光信号放大载体
- 信号标记物：TEX 613标记条形码DNA（barcode DNA，5′-TTATTCGTAGCTAAAAAAAAAA-thiol-3′），与第一探针按1:100比例固定于Au-NPs，释放后产生荧光
- 释放试剂：二硫苏糖醇（DTT，0.5 M），还原Au-NPs表面二硫键，释放条形码DNA
- 信号读出：荧光多标签计数器（Victor 3, PerkinElmer），测量释放条形码DNA的荧光强度
中文摘要
肠炎沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Enteritidis）是食源性疾病最常见病原之一，对食品安全和公共卫生构成重大威胁。本文报道了一种高放大生物条形码DNA检测方法，用于快速检测肠炎沙门氏菌插入元件（Iel）基因。该生物传感器换能器由金纳米颗粒（Au-NPs）和磁性纳米颗粒（MNPs）组成。Au-NPs表面包覆靶标特异性第一DNA探针，并以1:100探针与条形码比例包覆荧光素标记条形码DNA；MNPs表面包覆第二靶标特异性DNA探针。将两种纳米颗粒与第一靶标DNA混合后，形成MNPs-第二DNA探针/靶DNA/第一DNA探针-Au-NPs-条形码DNA三明治结构。施加磁场可将三明治复合物与未反应材料分离，随后从Au-NPs释放条形码DNA。由于每个探针结合事件可携带大量条形码DNA，体系具有显著信号放大。释放的条形码DNA通过荧光测量。该方法检测限低至2.15×10−16 mol（或1 ng/mL）。
英文摘要
Salmonella enterica serovar Enteritidis is one of the most frequently reported causes of foodborne illness. It is a major threat to the food safety chain and public health. A highly amplified bio-barcode DNA assay for the rapid detection of the insertion element (Iel) gene of Salmonella Enteritidis is reported in this paper. The biosensor transducer is composed of two nanoparticles: gold nanoparticles (Au-NPs) and magnetic nanoparticles (MNPs). The Au-NPs are coated with the target-specific DNA probe which can recognize the target gene, and fluorescein-labeled barcode DNA in a 1:100 probe-to-barcode ratio. The MNPs are coated with the 2nd target-specific DNA probe. After mixing the nanoparticles with the 1st target DNA, the sandwich structure (MNPs-2nd DNA probe/Target DNA/1st DNA probe-Au-NPs-barcode DNA) is formed. A magnetic field is applied to separate the sandwich from the unreacted materials. Then the bio-barcode DNA is released from the Au-NPs. Because the Au-NPs have a large number of barcode DNA per DNA probe binding event, there is substantial amplification. The released barcode DNA is measured by fluorescence. Using this technique, the detection limit of this bio-barcode DNA assay is as low as 2.15 x 10(-16)mol (or 1 ng/mL).