多価DNAアプタマーセンサー:ナノ構造設計から複雑な生体試料分析まで

ZHANG Xiao-han ,  

LONG Meng-fei ,  

CHEN Chun-fa ,  

GAO Qin-lin ,  

YANG Yu-han ,  

HUANG Cheng-zhi ,  

ZUO Hua ,  

摘要

バイオセンサーは臨床診断、食品安全検査および環境モニタリングなどの分野で不可欠な役割を果たしています。DNAアプタマーをバイオセンサーの信号分子として用いる分析応用は急速に発展しています。しかしながら、従来の単価DNAアプタマーは複雑な基質や異質なターゲットの分析において、親和性が限定的で微小環境の干渉を受けやすいという問題に直面しています。近年、構造DNAナノテクノロジーの急速な進化により、多価DNAアプタマーセンシング戦略が登場し、これらの技術的なボトルネックを突破する新たなアイデアを提供しています。本稿では、多価DNAアプタマーに基づく高性能バイオセンシング戦略の最新研究進展を体系的にレビューします。まず、多価ナノスキャフォールドが界面の空間構造を精密に制御し、空間的障害を克服し、多部位協調効果により検出器のターゲット親和性を著しく向上させる主要メカニズムを深く探ります。次に、信号伝達およびカスケード増幅ネットワークにおける多価システムの中核的役割を体系的に分析し、信号分子集束プラットフォームおよび動的反応エンジンとしての信号増強メカニズムを説明します。さらに、この技術の電気化学、バイオミメティクス、および光学の3大主流センシングプラットフォームにおける先端的応用パラダイムをまとめ、特に複雑な生体試料の解析における卓越した分析性能を強調します。最後に、本分野の主要な利点と課題を総括し、即時検査(POCT)およびインテリジェント診断・治療統合プラットフォームにおける発展可能性を展望し、次世代高性能バイオセンシングプラットフォーム構築の理論的基盤を提供します。

关键词

多価DNAアプタマー;バイオセンサー;DNAナノテクノロジー;信号カスケード増幅;複雑な生体試料

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