适配体传感器单分子动力学指纹技术用于小分子的超灵敏检测

摘要： 适配体已成为小分子分析物检测中极具前景的分子工具。然而此类适配体传感器的性能通常受限于泄漏问题——由于难以在无分析物时完全抑制信号，导致灵敏度与特异性之间必须有所权衡。本研究描述了一种结合适配体传感器与单分子动力学指纹技术实现超灵敏检测的方法：利用短链荧光标记DNA探针，通过检测其与设计发夹型适配体传感器探针结合配体后产生的结构变化进行识别。通过全内反射荧光显微镜监测DNA探针与表面固定化单个适配体传感器分子结合/解离事件的泊松统计规律，可高精度区分配体结合态与游离态，实现零背景检测。该发夹结构的可编程动力学特性允许精细调控荧光探针的杂交动力学过程，使检测时间具备充分灵活性以实现最优区分效果。当目标物掺入鸡肉提取液时，该方法对多种分析物均展现出卓越的检测限：核苷酸腺苷（0.3 pM）、杀虫剂啶虫脒（0.35 pM）和类二噁英毒素PCB-77（0.72 pM），性能优于近期报道的适配体传感器。这种通用方法显著提升了适配体传感器的性能，且有望拓展至其他分子生物标志物的检测。