基于对称催化发夹组装的霉菌毒素DNA生物计算多通道智能显示逻辑系统

《Biosensors and Bioelectronics》：Mycotoxin-induced logic gates to execute multichannel intelligent display of DNA biocomputations based on symmetric catalytic hairpin assembly

本文报道了一种基于对称催化发夹组装（SCHA）的霉菌毒素传感逻辑系统，通过DNA计算实现了逻辑事件的智能可视化显示。该系统利用哑铃型DNA探针，在霉菌毒素存在时触发SCHA反应产生荧光信号，成功构建了单通道YES、双通道FANOUT等多级逻辑电路，并模拟单片机（SCM）实现了数字、表情符号等图像的智能显示，为霉菌毒素监测提供了新型智能传感策略。

　　

Highlight

Sensing principle for mycotoxin detection

霉菌毒素检测的SCHA传感原理如图1所示。以脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DEO）为模型靶标，使用三种哑铃型DNA探针（H1、H2和H3）作为传感模块。H1包含DEO适配体片段（黑色区域）和触发片段（红色区域）。H2被FAM和BHQ双标记。在没有模型靶标DEO存在时，哑铃型探针可以以亚稳态共存。由于FAM和BHQ距离很近，只能获得较低的背景信号。

Conclusions

总之，我们成功利用哑铃型发夹DNA作为传感探针构建了一个霉菌毒素诱导的逻辑系统。通过SCHA反应，获得的荧光信号可用于监测逻辑输出。在单通道YES逻辑电路中，输入状态（0）产生输出0，输入状态（1）产生输出1。在双通道FANOUT逻辑电路中，（1,0）和（1,1）输入组合能产生高FAM信号，而（0,1）和（1,1）输入组合能产生高Cy5信号。