可编程DNAzyme分子开关与低背景交叉反应整合用于高灵敏特异性SNP检测

本文创新性地构建了基于DNAzyme“激活-沉默”分子开关的电化学生物传感器，通过改造10–23 DNAzyme催化核心与固-液相交联扩增机制（cross-reaction），实现了单核苷酸多态性（SNP）的超灵敏（检测限11.3 aM）和高特异性识别。该酶免策略突破了传统链置换反应（SDR）的化计量限制，为作物基因分型与分子诊断提供了新平台。

　　

Section snippets

Principle of the biosensor for SNP detection

受10–23 RNA切割脱氧核酶（10–23 deoxyribozyme）启发，我们设计了一种发夹探针（DS），其由一条完整DNA单链构成。环部包含"TTTT"序列，茎部则设有15个核苷酸的凸起环（bulge loop），这正是10–23 DNAzyme的催化核心。凸起两侧各设计10个核苷酸，以确保DNAzyme对发夹开链 strand（OPEN）的高催化效率与特异性。在正常情况下，茎部结合臂通过互补配对将催化核心"锁闭"在双链结构中，有效抑制非特异性切割活性。

Conclusions

本研究开发了一种无需蛋白酶的电化学生物传感策略，整合DNAzyme发夹探针与固-液相交联扩增机制，实现了对大豆表型相关SNP的高灵敏与高特异性检测。该策略通过DNAzyme分子开关实现精确SNP识别，并利用空间限域的并行放大系统增强信号放大，同时抑制背景噪声。