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
HTLV-I靶DNA（target DNA-1）、HTLV-II靶DNA（target DNA-2）；样品基质：杂交缓冲液/DNA溶液（原文未明确临床样品）
检测原理
氨基捕获DNA通过EDC偶联到羧基磁珠，巯基靶结合DNA和条形码DNA自组装到金纳米颗粒。靶DNA与两端探针杂交形成磁珠-靶DNA-金纳米颗粒夹心复合物，经磁分离去除未结合组分。DTT还原释放金纳米颗粒上的dA25/dG25条形码，酸性脱嘌呤将条形码DNA转化为游离腺嘌呤和鸟嘌呤。嘌呤碱基在电化学修饰GCE上预富集，并在含Cu2+醋酸缓冲液中发生氧化，DPV分别检测+1.30 V的A峰和+0.97 V的G峰。靶DNA浓度越高，夹心复合物和释放条形码越多，A/G氧化峰电流越大，从而实现两种靶DNA的同时定量。
检测灵敏度
LOD: 摘要报告 T1-DNA 1.71×10^-12 M、T2-DNA 1.55×10^-12 M；结果报告 target DNA-1 1.55×10^-12 M、target DNA-2 1.71×10^-12 M；线性范围: 4.4×10^-11–2.0×10^-9 M；回归方程: y1=1.5448x1+0.05788、y2=1.398x2+0.05616 (x, 10^-10 M)；R^2: 0.9955 (target DNA-1)、0.9975 (target DNA-2)
效应效果
该方法无需酶标和PCR，利用AuNP条形码和磁珠分离实现信号放大与快速分离。无靶DNA时无DPV响应；1.5 nM靶DNA-1在+1.30 V出现A氧化峰，1.5 nM靶DNA-2在+0.97 V出现G氧化峰；等浓度混合时两峰同时出现，表明可区分两种靶标。通过调整捕获DNA-1与捕获DNA-2比例为2:3，使等浓度两靶信号接近。作者指出其检出限较Wang和Kawde（2002）低约两个数量级，具有无标记、高灵敏、操作简便和适合DNA诊断的优势，可作为双分析物传感的替代方案。文中未报告实际样品回收率、RSD或长期稳定性数据。
传感器的构成
- 工作电极/换能器：电化学修饰玻璃碳电极（GCE），经PBS中阳极氧化和循环伏安修饰，用于嘌呤碱基预富集和DPV检测。
- 分离载体：羧基修饰磁珠（MBs，直径1.0 μm），负载捕获DNA并便于磁分离。
- 识别元件（捕获探针）：氨基捕获DNA-1（5′-NH2-TCC TCC AGG-3′）和捕获DNA-2（5′-NH2-CTC CCC CGA-3′），通过EDC偶联到MBs，识别靶DNA一端。
- 信号放大载体：金纳米颗粒（AuNPs），自组装靶结合DNA和条形码DNA，承载多条条形码以实现信号放大。
- 识别元件（靶结合探针）：巯基靶结合DNA-1（5′-CGC AAA TAC TCA AAA...SH）和靶结合DNA-2（5′-TTC CAC CTT CGG...SH），自组装到AuNPs，识别靶DNA另一端。
- 信号标记/条形码：巯基条形码DNA-1 dA25-SH（poly A）和条形码DNA-2 dG25-SH（poly G），自组装到AuNPs，释放后提供A/G氧化信号。
- 释放/转化试剂：DTT（0.05 M）用于还原释放条形码DNA；3 M H2SO4用于酸性脱嘌呤释放A/G碱基；0.5 M醋酸缓冲液（pH 5.9）含0.4 mM Cu2+用于转移和增强检测。
- 读出系统：三电极体系（Pt辅助电极、SCE参比电极、修饰GCE工作电极），DPV检测A和G氧化峰。
中文摘要
本文报道了一种灵敏的无标记DNA生物条形码电化学检测方法，可在无需PCR的情况下同时定量检测两种核酸靶标（HTLV-I和HTLV-II）。该DNA生物传感器由两部分寡核苷酸修饰的金纳米颗粒（AuNPs）和两部分寡核苷酸修饰的磁珠（MBs）构成，二者可夹心结合特异性靶DNA。随后用二硫苏糖醇（DTT）和酸性脱嘌呤处理，将吸附在金纳米颗粒表面的巯基条形码DNA链（poly A和poly G）释放，并基于鸟嘌呤（G）和腺嘌呤（A）碱基的氧化还原活性直接进行电化学测量。在最佳组装与检测条件下，同时检测具有良好的线性，范围为4.4×10^-11至2.0×10^-9 M；以3σ估计的检出限分别为T1-DNA 1.71×10^-12 M和T2-DNA 1.55×10^-12 M。该方法具有无标记、高灵敏、操作简便等特点，可替代PCR用于DNA诊断。
英文摘要
A sensitive label-free bio-barcode assay provided a PCR-free method for quantitative detection of two nucleic acid targets (HTLV-I and HTLV-II) simultaneously. This DNA biosensor was fabricated with two-component oligonucleotide-modified gold nanoparticles (AuNPs) and two-component oligonucleotide-modified magnetic beads (MBs), which can sandwich a specific target. After liberating the adsorbed thiolated barcode DNA strands (poly A and poly G) from the AuNPs surface with dithiothreitol (DTT) and acidic dipurinization, the electrochemical measurements were directly performed based on the redox activity of guanine (G) and adenine (A) nucleobases. Under the optimal assembling and detection conditions, a good linearity for simultaneous detection was obtained in the range from 4.4x10(-11) to 2.0x10(-9) M, and the detection limit (3sigma) was estimated to be 1.71x10(-12) M for T(1)-DNA and 1.55x10(-12) M for T(2)-DNA.