基于靶标沉默自驱动DNA步行机与抗体固定化金纳米颗粒的小分子检测新策略

本文提出一种创新的靶标沉默型自驱动DNA步行机（DNA walker）策略，通过将小分子（SM）标记的DNAzyme行走链（W-SM）与抗体功能化金纳米颗粒（AuNP）结合，实现了对微量小分子（如地高辛和叶酸）的高灵敏度检测。该设计利用抗原-抗体竞争反应调控DNAzyme的催化活性（Mg2+依赖型8-17E DNAzyme），无需复杂序列优化，在血清样本中表现优异，为小分子检测提供了灵活、高效的解决方案。

　　

Materials and reagents

DNA寡核苷酸（序列见表S1）由生工生物工程（上海）股份有限公司或宝生物工程（大连）有限公司合成纯化。平均直径为20 nm的金纳米颗粒（AuNP）购自Ted Pella公司。20×磷酸盐缓冲液（PBS）、DEPC处理水、叶酸、二硫苏糖醇（DTT）、抗地高辛单克隆抗体（Anti-Dig）以及抗叶酸小鼠单克隆抗体（Anti-FA）均采购自生工生物科技。

Principle of target-silent DNAzyme-based DNA walker

靶标沉默型DNAzyme步行机的原理如方案1所示。该DNA步行机由小分子标记的DNAzyme行走链（简称W-SM）和三维行走轨道构成，后者通过在金纳米颗粒（AuNP）上修饰单克隆抗体（mAb）与荧光标记的DNAzyme底物（简称Sub/mAb@AuNP）实现。底物采用直立构象，有助于提升DNAzyme行走链与底物的初始结合效率。这一构象在Sub/mAb@AuNP的制备过程中得以保持。

Conclusions

我们成功构建了一种设计简洁的靶标沉默型DNAzyme步行机，用于检测小分子（如地高辛和叶酸）。该策略以抗体和底物修饰的AuNP作为行走轨道，以小分子抗原标记的DNAzyme作为行走链，通过自驱动步行机实现信号放大，具备高灵敏度、高灵活性和可编程性，可推广至其他小分子目标的检测中。