基于章鱼仿生纳米标签与多价四面体DNA探针的侧向流层析技术实现呼吸道合胞病毒超灵敏检测

本研究创新性地将DNA四面体纳米结构（TDNs）作为捕获探针，结合链置换驱动的DNA步行机（DNA walker）信号放大系统，开发出仿生侧向流层析试纸条（LFTS）。该平台通过金纳米颗粒（AuNPs）@发夹/条形码复合物形成的"章鱼触手"结构，与四面体探针构建三维捕获网络，实现呼吸道合胞病毒（RSV）9.33 fM的超敏检测，无需PCR热循环设备，为现场快速检测（POCT）提供新策略。

　　

Highlight亮点

我们开发了一种突破性的仿生检测系统，将纳米技术优势与分子生物学完美融合。就像章鱼用灵活的触手捕捉猎物，我们的金纳米颗粒（AuNPs）表面延伸出多条DNA"触须"，大幅提升目标捕获效率。

设计原理

方案1展示了这项技术的精妙设计：多价四面体DNA（tDT/cDT）作为"智能捕手"固定在检测线（T线）和质控线（C线），而DNA步行机在AuNPs表面行走产生的条形码链则如同章鱼触手。当呼吸道合胞病毒（RSV）目标出现时，它会像钥匙一样打开发夹探针（H1-H3），启动Klenow聚合酶（KF polymerase）驱动的链置换级联反应。这个过程中，每1个病毒分子可触发生成数百条条形码链，实现信号几何级放大。

试剂

实验采用高纯度试剂：柠檬酸钠（C₆H₅Na₃O₇≥99.9%）、氯金酸（HAuCl₄·3H₂O≥99.9%）等来自生工生物，关键酶制剂选用Beyotime的KF聚合酶（Cat:D7041M）和NEBuffer? r3.1缓冲体系。所有DNA探针均经HPLC纯化，确保反应特异性。

结论

这项研究开创性地将四面体DNA的稳定捕获特性与纳米限域链置换反应的放大能力相结合。就像给检测试纸装上了分子雷达，系统对RSV的检测灵敏度达到9.33飞摩尔（fM），在临床血清样本中也表现出优异回收率。更重要的是，这种仿生设计有效避免了与其他呼吸道病原体的交叉反应，为现场诊断提供了新范式。