Highly Sensitive Multiplexed Biomarker Detection Based on Framework Nucleic Acids

YAN Qing-long; XIA Kai; FENG Shi-lun; PENG Hong-zhen; WANG Li-hua

doi:10.12452/j.fxcsxb.25062303

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Highly Sensitive Multiplexed Biomarker Detection Based on Framework Nucleic Acids

Special Topic | 更新时间：2025-11-06

- Highly Sensitive Multiplexed Biomarker Detection Based on Framework Nucleic Acids
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 9, Pages: 1727-1740(2025)
- 作者机构：
  
  1.祥符实验室嘉兴市生物半导体重点实验室（A），浙江嘉善 314102
  2.中国科学院大学中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术联合国家重点实验室，上海 200050
  3.上海大学理学院　材料生物学研究所，上海 200444
  4.浙江清华长三角研究院纳米转化医学中心，浙江嘉兴 314000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.25062303
  CLC： O629.74
- Received：23 June 2025，
  
  Revised：2025-07-31，
  
  Published：15 September 2025
- 稿件说明：
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闫庆龙,夏凯,冯世伦,彭红珍,王丽华.基于框架核酸的高灵敏多元生物分析[J].分析测试学报,2025,44(09):1727-1740.

YAN Qing-long,XIA Kai,FENG Shi-lun,PENG Hong-zhen,WANG Li-hua.Highly Sensitive Multiplexed Biomarker Detection Based on Framework Nucleic Acids[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(09):1727-1740.
闫庆龙,夏凯,冯世伦,彭红珍,王丽华.基于框架核酸的高灵敏多元生物分析[J].分析测试学报,2025,44(09):1727-1740. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.25062303.

YAN Qing-long,XIA Kai,FENG Shi-lun,PENG Hong-zhen,WANG Li-hua.Highly Sensitive Multiplexed Biomarker Detection Based on Framework Nucleic Acids[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(09):1727-1740. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.25062303.

摘要

精准医学的快速发展对多标志物高通量检测提出了新的需求，构建可精准分配的多元检测体系是核心。框架核酸（FNAs）具有高度可编程的结构和功能可扩展性，是构建新型精准生物分析平台的理想材料。FNAs可实现对微小核糖核酸（microRNA，miRNA）、蛋白质及代谢产物等多类标志物的高灵敏检测，具备优越的特异性与信号放大能力，尤其适用于多靶协同识别。结合微流控芯片与便携式检测设备，可进一步提高检测通量及灵敏度，推动其在疾病早筛、个体化干预及基层诊疗等临床场景中的应用转化。该文系统综述了FNAs在多元生物分析中识别单元、传感界面、空间调控、信号放大、硬件集成与信号收集等方面的研究进展与典型应用，旨在为多标志物检测体系的构建提供理论支撑与参考路径。

Abstract

With the advancement of precision medicine，there is a growing demand for high-throughput platforms capable of detecting multiple biomarkers. Framework nucleic acids（FNAs），owing to their highly programmable structures and functional scalability，have emerged as ideal materials for the construction of next-generation bioanalytical platforms. FNAs enable highly sensitive detection of various biomarkers，including microRNA（miRNAs），proteins，and metabolites，with exceptional specificity and signal amplification capabilities，making them particularly suitable for multiplexed and synergistic target recognition. The integration of FNAs with microfluidic chips and portable detection devices further enhances detection throughput and sensitivity，facilitating their translational applications in clinical scenarios such as early disease screening，personalized intervention，and point-of-care diagnostics. This review systematically summarizes recent progress and representative applications of FNAs in multiplexed bioanalysis，focusing on the design of recognition elements，sensing interfaces，spatial configuration control，signal amplification strategies，hardware integration，and signal acquisition. The aim is to provide theoretical support and practical guidance for the development of robust multi-biomarker detection systems.

关键词

Keywords

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