DNA纳米颗粒凭借分子可编程性、生物相容性和结构精确性，已成为可穿戴与植入式生物传感器的有力平台。本文系统阐述两类DNA基传感材料：DNA水凝胶和DNA折纸，并总结其制备工艺、传感机制及器件级应用。DNA水凝胶作为柔软、含水且刺激响应的信号转导介质，可用于汗液细胞因子检测，检出限可达pg·mL−1，也可与微针集成实现飞摩尔级miRN...
在化学生物学领域，DNA折纸技术受到广泛关注。该技术通过像折纸一样折叠DNA链，将其组装成预定形状，从而构建复杂的纳米级结构，是纳米技术的重要突破。相比之下，蛋白质或较短肽的折叠机制与折叠结构控制一直较为困难。近年来，蛋白质折纸、肽折纸以及从头设计肽等技术的进展，使构建多种纳米结构并创制功能分子成为可能。这些方法预示着一种新的分子设...
生物标志物的多样性和异质性使通用单步定量分析物方法难以开发。针对单个生物标志物，检测亲和结合物结合分析物后构象变化的电化学方法已显示前景。然而，由于构象变化必须在纳米尺度工作距离内发生，每个分析物都需要开发具有独特构象变化的全新传感器。本文展示一种基于DNA折纸的模块化电化学生物传感器，只需替换分析物结合域即可适配多种分子。所有传感...
过去几年，DNA折纸技术凭借DNA分子无可比拟的自组装能力取得显著进展。作为高度可编程、可寻址且生物相容的纳米材料，DNA折纸已在细胞支架构建、抗菌药物递送和超分子酶组装等生物医学领域得到广泛应用。为拓展其应用场景，研究者开发了能够主动识别并定量报告靶标的DNA折纸结构。光学DNA折纸生物传感器因使用快速、灵敏且易于实施而具有前景，...
与活系统相互作用通常涉及识别细胞脂质膜，因此纳米机器人作用细胞的第一步是检测其与脂质膜的结合。作者利用DNA折纸（DNA origami）构建了一种以单分子荧光共振能量转移（smFRET）为换能机制的生物传感器，用于精确检测脂质囊泡并实现货物递送。该系统核心是从DNA折纸突出的一条疏水性ATTO647N修饰单链DNA（ssDNA）探...
电化学生物传感器能够将目标核酸与功能化换能器之间的杂交事件转换为可记录电信号，是疾病监测的可行工具。本文报道一种利用DNA折纸可编程性放大DNA杂交电化学信号的策略：通过构建夹心检测结构，使目标DNA将带捕获链的DNA折纸瓦片桥接到固定有ssDNA探针的电极表面，从而显著增加电荷转移电阻（RCT）。与常规无标记电化学生物传感器相比，...
病毒和细菌表面常呈现空间重复的分子排布，而具有多个结合域的免疫球蛋白与这类多价抗原表面的相互作用机制仍不清楚。作者建立了一套用于构建抗体与模式化抗原基底相互作用机制模型的流程。该框架依赖固定在传感器表面的DNA折纸纳米结构，并在其表面精确放置抗原，利用模式化表面等离子共振（PSPR）获取结合动力学数据。作者将PSPR信号转换为每个纳...
DNA纳米技术为开发简便、低成本、高灵敏度的生物医学即时诊断纳米器件提供了有前景的途径，尤其适合检测癌症相关核酸，包括循环肿瘤DNA片段（ctDNA）、循环微小RNA（miRNA）及其他RNA。本文报道了一种动态DNA折纸书生物传感器，其表面精确修饰由供体和受体荧光团组成的阵列以及荧光猝灭剂，在外部刺激下产生强光学读出，用于单重或双...
基于纳米孔的技术显著扩展了无标记单分子传感、核酸（DNA、RNA和蛋白质）测序及其他生物技术应用的工具库。目前，生物来源、固态制备、混合型以及新近化学合成的类离子通道等多种纳米孔，已被用于生物分子的快速单分子传感和诊断应用。在数百纳米尺度上，DNA纳米技术，尤其是DNA折纸器件，能够组装复杂且动态的三维纳米结构，包括尺寸和形状可精确...
自2010年以来，DNA纳米技术迅速发展，使DNA不再仅作为遗传物质，而成为构建生物传感器的新型材料。核酸探针具有与目标基因互补杂交、可形成DNAzyme、DNA连接体和适配体等多种功能结构，并可在5′或3′端引入巯基、氨基或荧光基团；通过连接体或DNA折纸还可构建多功能生物探针。与此同时，纳米材料推动了等离激元生物传感器的发展，提...
近年来，基于DNA的生物传感器因其化学性质稳健、传感功能可定制，被视为下一代生物医学检测装置的有力候选。与传统生物传感器相比，DNA基生物传感器具有检测靶标范围更广、使用寿命更长、生产成本更低等优势。此外，精巧的DNA结构能够调控生物传感器界面附近的信号传导，从而显著提升传感器性能。为全面展示DNA生物传感器的优势，本文综述了DNA...
核酸纳米技术通过设计合成核酸链构建纳米级功能体系，其结构特性与构象多态性使其在生物传感中具有吸引力。本综述系统比较了分子信标（MB）和DNA折纸（DNA origami）两类核酸支架在生物传感中的最新进展。MB属于传统发夹茎环结构，通常两端标记荧光团和淬灭剂，靶序列与环区杂交后构象打开，引起荧光变化，可用于核酸、蛋白、金属离子和病原...
病原体感染早期诊断依赖生物标志物的快速检测，但分子诊断常因信噪比低而需要识别后的分子信号放大。本研究利用矩形DNA折纸纳米制造技术，在预定义位点组装等离子体耦合的双金属银包覆金纳米星二聚体（Au@Ag NS dimer），形成具有可控纳米间隙的纳米天线。该结构兼具银的强等离子体增强与金的化学稳定性，用作表面增强拉曼散射（SERS）基...
DNA的机械特性使其能够成为许多纳米技术应用中的结构元件和传感元件。虽然特异性碱基配对相互作用和二级结构形成是设计DNA纳米器件和生物传感器中最广泛利用的机制，但DNA固有的机械刚性和柔性常被忽视。本文讨论双链DNA刚性的生物化学和生物物理起源，以及盐、温度、序列和小分子等环境和内在因素如何影响它。随后，本文批判性地审视DNA弯曲刚...
生物传感器是响应外部刺激的小型智能器件，已广泛用于临床诊断、健康管理和环境监测等领域，但目前仍迫切需要制备高灵敏、高稳定、高可靠的传感器。DNA折纸技术不仅能构建任意二维/三维形状，还能精确调控不同功能分子的排布。对DNA折纸纳米结构进行功能化，可弥补传统DNA生物传感器的不足。本文主要依据不同信号输出策略，综述基于DNA折纸纳米结...
检测患者样本中低浓度生物标志物是现代医疗的重要基础。传统生物传感器通常依赖大量分子与传感界面相互作用产生的集合平均信号，难以分辨单个分子事件。本文报道一种基于DNA折纸（DNA origami）的单分子生物传感平台：在具有中央空腔的二维DNA折纸载体中，通过杂交固定靶标特异性DNA适配体，并结合玻璃纳米孔离子电流读出，实现单个生物标...
临床样品中特异性检测数十至数百纳米的分析物（如病毒和大蛋白）可改善疾病诊断，但这类“介观”分析物检测困难，因为需要多个识别位点在数十纳米尺度上同时结合。为此，作者将可高度定制的DNA折纸引入电化学生物传感器平台，采用共价连接于金电极的三角形折纸受体，并在其边缘修饰亚甲基蓝氧化还原报告基团。通过方波伏安法监测折纸结合介观目标后电子转移...
生物受体与其靶标之间的相互作用是开发高灵敏、高特异且稳健诊断器件的关键。生物受体在传感表面的间距和取向若不理想，会阻碍生物分子相互作用并降低生物传感器性能。本研究首次提出并实现了一种三维 DNA 折纸（DNA origami）设计，其包含针对检测体系定制的锚定点，用于在 Evalution 微流控平台中圆盘形微颗粒表面纳米结构化生物...
微小RNA（miRNAs）是癌症及某些疾病早期诊断和分子发病机制研究中的潜在分子生物标志物。本文首次开发了一种简便、无标记且无信号放大的电化学生物传感器，用于检测 miRNA。该传感器以十字形 DNA 折纸纳米结构为平台，在其预选位点固定多条单链 DNA 探针，并以亚甲基蓝（MB）作为杂交氧化还原指示剂。通过合理控制探针密度，DNA...
检测低浓度蛋白生物标志物的能力对许多疾病的早期发现至关重要，也是改进医疗诊断设备不可或缺的一环。本文证明，通过整合 DNA 折纸和适配体等 DNA 纳米技术，可以设计用于可重复、灵敏检测特定靶标的创新生物传感概念。将适配体修饰的 DNA 折纸结构作为新工具，用于在数字检测生物分析中以纳米级精度构筑生物传感器表面，从而控制生物受体的密...