DNA折纸术纳米结构靶向检测

检测项目

特定核酸序列（如病毒RNA、癌基因）：利用DNA折纸结构上的捕获探针，高特异性识别并结合目标DNA或RNA序列，用于基因突变分析和病原体诊断。

蛋白质生物标志物（如癌症标志物）：通过修饰抗体或适配体，使DNA折纸纳米结构能够捕获溶液中的特定蛋白质，实现超灵敏检测。

小分子代谢物（如ATP、葡萄糖）：构建具有特异性结合口袋的折纸结构，用于检测与疾病相关的小分子代谢产物。

金属离子（如Hg²⁺、Pb²⁺）：利用特定碱基对（如T-Hg²⁺-T）或功能化核酸序列，实现对重金属离子的高选择性识别与检测。

外泌体与细胞外囊泡：设计表面展示多重配体的折纸结构，用于捕获和表征血液中的外泌体，助力液体活检。

细菌与病毒颗粒：构建多价结合位点的纳米笼或纳米板，实现对完整病原体的高效捕获和聚集检测。

细胞表面受体：利用折纸结构作为多价支架，展示配体以研究细胞膜受体的分布与相互作用。

酶活性（如核酸酶、蛋白酶）：将酶底物精确排列在折纸结构上，通过酶切导致的构象变化输出信号，用于酶动力学研究。

pH值与局部微环境：集成pH响应型核酸模块，使折纸结构能够感知并报告其所在微环境的酸碱度变化。

单分子相互作用力：将折纸结构作为力传感器，通过其构象变化研究生物分子间的单分子作用力。

检测范围

临床诊断样本：包括血清、血浆、全血、尿液、唾液以及组织切片等，用于疾病早期诊断和预后监测。

环境水样与土壤提取液：应用于检测水体中的重金属污染、有机毒素以及土壤中的特定污染物。

食品与农产品安全：用于筛查食品中的病原微生物、农药残留以及非法添加剂。

细胞培养上清液：实时监测细胞分泌的各类因子、外泌体或代谢状态的变化。

单细胞内部环境：通过显微注射或转染将功能化折纸结构送入活细胞内，进行原位检测。

药物筛选体系：作为均相检测平台，应用于高通量筛选靶向特定生物分子的候选药物。

基础生物化学研究体系：在纯化的生化反应体系中，研究分子间相互作用的机制与动力学。

法医物证检材：对痕量DNA、血液或其他生物检材进行超灵敏分析。

空气悬浮颗粒物：采集气溶胶后，检测其中附着的特定生物或化学物质。

工业反应过程监控：在线监测生物发酵或合成过程中关键中间产物或副产物的浓度。

检测方法

荧光共振能量转移（FRET）法：在折纸结构上精确排布供体-受体荧光对，目标物结合引起距离变化，导致FRET信号改变。

表面增强拉曼散射（SERS）法：将折纸结构与金/银纳米粒子结合构建“热点”，目标物捕获导致拉曼信号指纹图谱变化。

电化学阻抗谱（EIS）法：将折纸结构修饰于电极表面，目标物结合改变界面电子传递阻抗，实现无标记检测。

原子力显微镜（AFM）成像法：直接观察折纸结构与目标物结合前后的形貌变化，提供直观的结构证据。

动态光散射（DLS）法：通过测量折纸-目标物复合物流体力学半径的变化，间接定量目标物浓度。

凝胶电泳迁移率变动分析（EMSA）：利用复合物在凝胶中迁移速度的差异，验证折纸结构对目标物的结合能力。

比色法：集成辣根过氧化物酶（HRP）或引起纳米粒子聚集的机制，产生肉眼可见的颜色变化。

荧光各向异性/偏振法：目标大分子与标记荧光的折纸结构结合后，导致荧光偏振值增加，用于分析结合常数。

石英晶体微天平（QCM）法：将折纸结构固定在石英晶片表面，目标物结合引起质量变化，导致共振频率偏移。

显微成像流式术：将携带荧光信号的折纸探针与细胞或颗粒物结合后，利用成像流式细胞仪进行高通量计数与形态分析。

检测仪器设备

实时荧光定量PCR仪：用于监测基于DNA折纸的核酸扩增检测反应中的实时荧光信号。

共聚焦荧光显微镜：对固定于载玻片或位于活细胞内的荧光标记折纸传感器进行高分辨率成像。

原子力显微镜（AFM）：核心设备之一，用于表征DNA折纸纳米结构的形貌及验证靶标结合事件。

透射电子显微镜（TEM）