综述：基于DNA修饰的贵金属纳米探针：设计、功能及其在生物传感中的应用

这篇综述系统阐述了DNA修饰贵金属纳米材料（PMNMs）在生物传感领域的突破性进展，通过整合DNA的序列可编程性、生物相容性与贵金属纳米颗粒（PMNPs）的表面等离子体共振（SPR）特性，构建了多功能纳米探针。文章详细解析了DNA与PMNMs的结合机制、纳米结构模板合成、光学信号调控（如SERS增强）及靶标识别功能，并探讨了其在比色、荧光、电化学等检测体系中的应用前景与挑战。

　　

Abstract

贵金属纳米材料（PMNMs）因易聚集、功能单一和潜在毒性面临应用瓶颈，而DNA修饰技术通过序列可编程性和多功能集成能力，赋予PMNMs更优异的生物传感性能。DNA通过共价键、静电吸附等方式引导金（Au）、银（Ag）等纳米颗粒定向生长，形成纳米花、纳米星等特殊结构，并调控其局域表面等离子体共振（LSPR）特性。

Introduction

金、银纳米颗粒凭借尺寸效应和SPR特性在光学与催化领域表现卓越，但裸纳米颗粒易聚集且缺乏靶向性。DNA修饰不仅稳定纳米颗粒，还能通过核酸适配体特异性识别蛋白质、金属离子等靶标。例如，金纳米棒（AuNRs）的纵横比变化可动态调节LSPR波长，而DNA模板合成的纳米间隙结构能显著增强SERS信号。

Properties of precious metal nanomaterials

钌（Ru）、铑（Rh）等贵金属具有高催化活性和导电性。纳米尺度下，其表面原子占比提升，产生量子限域效应，使光学吸收和局部电磁场强度大幅提高。

Templates for nanostructure synthesis

DNA的双螺旋结构（宽度2 nm）与纳米材料尺寸匹配，可作为模板合成2D/3D纳米结构。特定序列的DNA还能通过硫醇基（-SH）与金表面共价结合，实现纳米颗粒的精准排布。

Biosensing applications

DNA-PMNPs探针已应用于：

1. 比色检测：聚集态金纳米颗粒溶液颜色由酒红变蓝紫，用于可视化检测；
2. SERS增强：纳米间隙中的"热点"使拉曼信号提升10⁶倍；
3. 电化学传感：DNA导电骨架加速电子转移，提高检测灵敏度。

Conclusion and perspective

当前挑战在于规模化制备的均一性及体内应用的安全性。未来或可开发DNA-PMNPs诊疗一体化平台，结合靶向给药与实时成像功能。