核酸分析主要用于病原体检测、遗传病鉴定和癌症早期诊断。例如，对循环肿瘤DNA（ctDNA）进行定量分析，ctDNA是一种来源于恶性细胞的游离DNA片段，携带肿瘤特异性序列变化，可以帮助获得丰富的肿瘤信息，包括基因点突变、基因组完整性。因此，ctDNA被认为是一种个性化的肿瘤标志物，在癌症诊断和恶性肿瘤评估中发挥着关键作用。

中科院苏州生物医学工程技术研究所（SIBET）苗鹏课题组最近开发了一种基于环状的双循环肿瘤DNA生物传感器，用于核酸的高灵敏度分析。相关结果发表在ACS Central Science上。

新型双循环肿瘤DNA生物传感器。图片来源：苗等人。

缪和他的团队通过序列设计在DNA探针A和B之间构建了pH可控的分子间三螺旋DNA纳米结构，进而构建了可再生的修饰电极界面。

他们设计了一种简单但有效的链置换扩增策略来放大目标序列的信息。

“通过将引物和模板整合到一个发夹结构的DNA探针中，有效地提高了反应速度，”苗说。

在存在靶序列的情况下，可以产生大量的单链 DNA 产物。

此外，他们开发了一种新的双循环肿瘤DNA生物传感器。哑铃结构 DNA 探针的两个环含有 DNAzyme 序列，最初不能与电极界面处的轨道链反应（失活状态）。

当它被上述链置换扩增产生的单链DNA激活时，由哑铃探针形成环状结构的DNA探针。双循环肿瘤DNA生物传感器被激活以进一步与电极表面的轨道链相互作用，从而引起电化学响应的变化。

根据他们的结果，基于所开发的方法，在优化的实验条件下可以实现 2.2 aM（约 1.3 拷贝/μL）的灵敏度。这种方法显示出良好的选择性。

对临床血清样本和咽拭子样本进行进一步检测和验证。

通过对异常电化学信号的分析，可以有效地从健康对照组中识别出相应的患者。

该策略还为检测急性传染病的DNA标记提供了一种快速灵敏的新方法。