Biossensores desempenham um papel insubstituível em diagnósticos clínicos, detecção de segurança alimentar e monitoramento ambiental. A aplicação analítica de aptâmeros de DNA como moléculas sinalizadoras de biossensores está em rápido desenvolvimento. No entanto, aptâmeros tradicionais de DNA monovalentes frequentemente enfrentam problemas de afinidade limitada e são facilmente afetados pelo microambiente ao analisar matrizes complexas e alvos heterogêneos. Nos últimos anos, graças à rápida evolução da nanotecnologia estrutural de DNA, surgiram estratégias de detecção baseadas em aptâmeros de DNA multivalentes, oferecendo novas ideias para superar esses gargalos técnicos. Este artigo revisa sistematicamente os avanços mais recentes em estratégias de biossensores de alto desempenho baseadas em aptâmeros de DNA multivalentes. Primeiro, explora profundamente os mecanismos centrais pelos quais andaimes nanoscópicos multivalentes regulam precisamente a conformação espacial da interface, superam a estérica obstrução e aumentam significativamente a afinidade do detector ao alvo por meio de efeitos cooperativos multissítio. Em seguida, analisa sistematicamente o papel central dos sistemas multivalentes na transdução de sinal e em redes de amplificação em cascata, elucidando seu mecanismo de ganho de sinal como plataforma de aglomeração de moléculas sinalizadoras e motor de reação dinâmico. Além disso, resume os paradigmas de aplicação desta tecnologia nas três principais plataformas de detecção: eletroquímica, biomimética e óptica, enfatizando especialmente seu desempenho analítico excepcional na análise de amostras biológicas complexas. Finalmente, resume as principais vantagens e desafios do campo e vislumbra seu potencial em plataformas integradas de diagnóstico instantâneo (POCT) e integração inteligente de diagnóstico e terapia, fornecendo base teórica para a construção da próxima geração de plataformas de biossensores de alto desempenho.

Aptâmeros de DNA multivalentes; biossensores; nanotecnologia de DNA; amplificação em cascata de sinal; amostras biológicas complexas