一种两步杂交-捕获适配体传感器，结合二硫醇-DNA-金纳米粒子（AuNPs）界面，可实现快速、无标记检测结核分枝杆菌H37Rv菌株

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：A two-step hybridization-capture aptasensor with dithiol-DNA-AuNPs interface for rapid, label-free detection of Mycobacterium tuberculosis H37Rv

基于两步“预孵育与杂交捕获”策略，开发了一种新型无标记结核分枝杆菌aptasensor。该传感器通过高亲和力aptamer与目标菌结合，利用DNA探针修饰的金纳米粒子形成检测界面，通过阻碍电荷转移产生可测频率变化，实现快速（65分钟）、高特异性（区分H37Rv与BCG）和低检测限（100 CFU/mL）的诊断，为资源受限地区的结核病即时检测提供新范式。

　　

摘要

全球结核病（TB）的控制迫切需要快速、特异性强且适用于资源有限环境的诊断工具。本文报道了一种新型的无标记适配体传感器，用于检测结核分枝杆菌（MTB）H37Rv。该传感器采用创新的“预孵育与杂交捕获”两步策略，与传统竞争性置换检测方法有根本性不同。首先，一种高亲和力的适配体在溶液中与目标细菌特异性结合；随后，这种预形成的复合物通过与短链二硫键修饰的DNA探针杂交，高效地被捕获在金电极上。该DNA探针预先与导电金纳米颗粒（AuNPs）结合，形成稳定的传感界面。这种设计将目标识别与信号转导分离，提高了检测的稳定性。被捕获的细菌复合物在界面处产生显著的立体和静电障碍，严重阻碍了电荷转移，并在多通道压电石英晶体（MSPQC）系统中产生了可测量的频率变化。该传感器具有极高的特异性，能够准确区分H37Rv（ΔF = 116 Hz）和非目标细菌（如卡介苗BCG，ΔF < 30 Hz）。其检测范围为10^3至10^6 CFU/mL（R^2 = 0.9666），实验检测限低至100 CFU/mL，整个检测过程仅需65分钟。凭借出色的重复性（RSD 2.1–4.6%）和稳定性，这项工作为快速、无标记、简化设备的整体细胞检测方法树立了新范例，对即时结核病诊断具有重大意义。

图形摘要