基于核酸模板的甲苯胺蓝O组装体作为即时核酸检测的比色探针研究

本研究针对资源有限地区对快速、简便核酸检测技术的迫切需求，开发了基于甲苯胺蓝O（TBO）DNA模板化聚集的比色检测方法。研究人员通过光谱学、FT-IR和分子对接技术系统解析了TBO与多聚阴离子的相互作用机制，成功将其应用于PCR和LAMP扩增产物的可视化检测，对MTF-1（骨关节炎标志物）和肺炎链球菌基因的检测限达1?pg/μL。该技术无需复杂仪器，为即时检测（POCT）提供了创新解决方案。

　　

在传染病防控和精准医疗时代，核酸检测技术面临"灵敏度"与"便捷性"难以兼得的困境。传统聚合酶链反应(PCR)虽为金标准，但依赖昂贵仪器；新兴的环介导等温扩增(LAMP)虽简化了操作，但检测可视化仍多依赖荧光标记，制约其在资源匮乏地区的应用。如何开发无需复杂设备的"肉眼可视"检测方案，成为突破诊断技术推广瓶颈的关键。

韩国国立研究基金会支持的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究中，另辟蹊径挖掘经典染料甲苯胺蓝O(TBO)的核酸响应特性。通过紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和分子对接技术，首次阐明TBO在DNA模板下形成H型聚集体的分子机制，并创新性地将其转化为PCR/LAMP扩增产物的"比色信号放大器"。

关键技术包括：光谱学分析TBO与藻酸钠/DNA的相互作用；光学显微镜观察聚集形态；Auto-dock模拟TBO-DNA结合位点；以人工尿液样本验证肺炎链球菌检测的临床适用性。研究团队选择金属响应转录因子1(MTF-1，骨关节炎标志物)和肺炎链球菌基因作为模型靶标，系统优化检测条件。

【TBO与藻酸钠相互作用】
紫外滴定实验显示，藻酸钠诱导TBO在632nm单体峰降低，586nm二聚体峰升高，证实静电作用驱动的染料聚集。该现象为后续DNA模板化聚集研究奠定理论基础。

【DNA模板化H型聚集】
λ-DNA存在时，TBO出现520nm新吸收带，对应H型聚集体特征峰。圆二色谱证实DNA构象变化，FT-IR揭示TBO通过-NH₂与DNA磷酸骨架结合。分子对接显示TBO优先结合AT富集区，结合能为-6.1kcal/mol。

【PCR/LAMP比色检测】
针对MTF-1的PCR产物和肺炎链球菌LAMP产物，TBO溶液发生蓝→紫显色转变，检测限均达1pg/μL。对照实验证实染料聚集严格依赖DNA扩增产物，不受反应试剂干扰。人工尿液中肺炎链球菌检测验证了临床适用性。

该研究不仅阐明了TBO-DNA相互作用的分子机制，更开创性地将基础发现转化为诊断工具。相比传统荧光检测，TBO比色法无需特殊设备，肉眼可辨，特别适合基层医疗场景。研究团队Arumugam Selva Sharma等指出，这种"核酸诱导染料组装"策略为开发新一代POCT技术提供了普适性思路，未来可通过优化染料结构进一步提升灵敏度。该成果为传染病快速筛查和慢性病标志物检测提供了兼具"实验室精度"与"居家检测便捷性"的创新解决方案。