嵌段共聚物組裝的奈米孔陣列可實現超靈敏的無標記 DNA 檢測

透過基於奈米孔的電化學生物感測器進行 DNA 檢測是一種很有前途的快速病原體識別和疾病診斷方法。 這些感測器可檢測電極上奈米多孔層中 DNA 雜交引起的電流變化。 目前用於典型微米厚的奈米多孔層的製造技術常常受到對奈米孔尺寸控制不足的困擾，並且涉及複雜的製造步驟，包括脆性多孔膜的處理和堆疊。 在這裡，我們介紹了一種基於高分子量嵌段共聚物與溶膠-凝膠前體自組裝的自下而上的製造工藝，直接在電極表面上形成無機奈米多孔薄膜。 這種方法消除了對奈米多孔膜進行精細操作的需要，提供了對結構特徵的精細控制，並能夠使用 DNA 捕獲探針進行表面修飾。 利用這種厚度為 150 nm 的奈米結構，我們檢測到了源自大腸桿菌 16S rRNA 基因片段的 DNA 序列。 在不到 20 分鐘的時間內對大腸桿菌基因組進行電化學檢測，實現了 30 飛摩爾 (fM) 的檢測極限和 500 fM 的定量極限。 這一發展標誌著向便攜式、快速、準確的 DNA 檢測系統邁出了重要一步。

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