综述：合成生物学驱动的医疗应用生物传感器：通往可编程和智能化诊断的路线图

本综述推荐一种新型双通道电化学DNA（eDNA）生物传感器，采用错配驱动核酸-金属离子纳米复合物（MDN）策略，实现MPXV和HIV核酸的无标记同步检测。该技术利用C–C错配特异性结合Ag+，具备101–105 pM动态范围和拷贝数低于4 copies/mL的检测限（LOD），为高风险人群共感染筛查提供快速、经济的解决方案。

　　

化学材料与装置

本研究使用太平洋科学公司（泰国曼谷）合成的单链DNA（ssDNA）寡核苷酸序列（表S1）。电化学分析采用Sensit BT双通道电位计（PalmSens BV）配合PSTrace 5.11软件完成。所有实验均在室温下使用磷酸盐缓冲盐水（PBS，pH 7.4）进行。

双工作电极的电化学特性

为实现双病原体同步检测，研究团队设计了仿罗马神“Janus”的双工作电极（dWE）系统，在双恒电位（bi-pot）模式下运行。该配置使两个工作电极共享同一对电极（CE）和参比电极（RE），实现并行电化学测量。dWE1负责执行主要检测反应，dWE2则同步进行参比校准，通过银离子（Ag⁺）介导的C–C错配稳定机制实现信号转化。

检测原理与性能

传感器核心采用错配驱动核酸-金属离子纳米复合物（MDN）策略：在捕获探针中设计特定位点的胞嘧啶-胞嘧啶（C–C）错配。当目标核酸杂交时，Ag(I)选择性配位形成C–Ag(I)–C碱基对，既稳定双链结构又作为内源性电化学报告基团。该技术无需酶促扩增或外源标记物，在临床唾液和尿液样本中实现10¹–10⁵ pM动态范围检测，检测限达皮摩尔级别（低于4 copies/mL）。

结论

本研究开发的双电极eDNA传感器通过Ag(I)稳定化C–C错配策略，实现了MPXV与HIV的并行检测。该无标记、无扩增检测技术适用于非侵入性唾液和尿液样本，实际检测阈值为50 copies mL^?1，工作范围50–1000 copies mL^?1。加速保质期测试显示信号可稳定保持两个月，112天后仍保留80%以上初始响应。探针设计通过C–C错配实现特异性Ag⁺结合，为多重病原体检测提供了新型平台。

学术贡献声明

Piyathida Phimdee负责原始文稿撰写、可视化与概念化；Sudkate Chaiyo负责资源管理与监督；Abdulhadee Yakoh负责文稿修订、项目管理、资金获取与方法学设计。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。人工智能工具仅用于英语语言编辑与语法校正，所有科学内容、分析及结论均由作者独立完成。

致谢

研究团队感谢朱拉隆功大学新教师发展计划支持，并获朱拉隆功大学90周年校庆奖学金（Ratchadapisek Somphot基金）资助。