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DNA生物传感器的发展趋势 F.R.R. Teles, L.P. Fonseca 摘要：生物传感器不论是在研究还是商业领域越来越受到人们的关注。脱氧核糖核酸（DNA）生物传感器以其固有的物理化学稳定性和适应性用来分离不同的微生物菌株。其主要是通过生物传感器来检测特殊的DNA分子杂交，并直接作用于物理传感器。本文主要包括了到目前为止的DNA固定技术，新的生物传感纳米平台和生物传感器的转导机制。其临床应用尤其是在需要大规模和分散的DNA检测。基因诊断新计划，包括DNA芯片和微流体，其是配体DNA在活生物体内进行样本的预处理和杂交。但是其高灵敏度和特异性，可能由于纳米结构像碳纳米管（CNT s）、DNA/蛋白质等而产生共轭。一个新的通用DNA生物传感平台的提出，将会成为未来分子诊断的技术。 关键词：DNA生物传感器审查，DNA芯片，芯片实验室，分子诊断，纳米生物技术 1 引言 越来越多的分子诊断市场需要进行大量的基因组测序，其是以实现对分散的DNA检测为标准，对遗传信息提出了简单，快速，廉价和高通量的分析，设备的小型化和可大规模生产的要求。现在基因组测序已经允许对特有、特殊的核酸序列的遗传致病突变点和人类病原体进行检测。由于生物传感器技术的不断研究，通过监测基因表达差异可以进行毒品的审查和法区分析。这种分析装置被称为生物传感器。其可以将生物化学反应作用转变成一个可以分析的信号，并进一步的放大，处理和记录。其中，DNA传感器由固定的DNA链通过DNA-DNA杂交来检测特定的序列。在广义的概念中，DNA生物传感器还包括其他分析物的检测，其探针分子通常以配体的形式存在[1]，这些传感器的研究是本文的论述范围之外。如不使用杂交而是基于DNA生物检测技术利用小的独特单链DNA（ssDNA）和双链DNA（dsDNA）的聚合酶链反应（PCR）进行检测，其重要性主要是在于与其他类型的DNA生物传感器相比有种类繁多和广泛应用的优势，这种方法被证明一个新的独立的综合观点，是本文打算研究的。酶生物传感器和免疫传感器相比，在DNA生物传感器市场和研究开发中仍然很少。不同的于酶或抗体，生物DNA的形成识别层容易合成，高度稳定和通过简单的DNA双链的热熔融后可重复使用[2]。在一般情况下，DNA定量检测的底层机制是通过DNA生物传感器上的两个免费的DNA链之间高度特异性杂交，不像传统固态杂交格式，直接在发生表面物理传感器。常规的DNA阵列对连续专门的DNA检测是有用的，但是他们的效率通常被生物样品的大尺寸和自身的复杂处理所束缚，这也对他们的即时输出造成了困难。此外，这种技术还是太昂贵而不能让他们有效的用于医疗诊断。在理论上，DNA生物传感器能够超越这些障碍，比传统的杂交分析更容易、更快捷和更便宜，同时保持了高灵敏度和专门检测。一个真正的高性能固定DNA探针生物传感器能够在不同的目标DNA碎片中区别尽可能多的碱基配对。复杂的生物样品的DNA多重分析和相关的基因表达模式能够被多样的DNA生物传感器以数列的形式表现出来，并能够与生物信息学的数据整合。大体上来说，他们生产的DNA生物晶片的形式，是受到以平面硅为基础的电路无止境的进步的启发。这种高密度的独特杂交点是以芯片为基础的遗传学分析的主要的强调点。但是，这种技术很昂贵，并且，不像专用的生物传感器，生物芯片的表面记载有杂交染色体组的所有信息[3]。新开发的概念集成“芯片实验室“（或微全分析系统，TAS），即在一个单一的芯片进行模块，DNA提取，纯化扩增和检测。这些可印刷的微型化装置用作分析检测的一些优势包括对样品盒试剂要求更小，比其他检测方案更低耗，样品低污染。增强快速，高性能，高自动化的能力也是其额外的好处。一次性也是一个优点，特别是要处理可污染因子时。一直努力创新检测对电驱动微流体的发展流格式作为替代机械泵的优势和阀门。本论文也介绍了一些最近发展的纳米技术，即CNTs和DNA/蛋白质复合物，这些对DNA检测的灵敏度和选择性的提高有重要作用。尽管不被杂交为基础的平台DNA检测——本文的最终课题——重要大规模光谱（MS）的应用为基础的T5000Universal生物科学，生物传感器，fromIbis也被提及。这一创举系统，使用范围广泛的引物集，能够放大从密切相关的生物大量PCR产物而不用事先了解其特定的基因组序列。通过质谱（MS）准确地确定核苷酸组成（每个核苷酸的数量）的未知序列，可瞬间鉴定出PCR产物。在接下来的文段里，我们将会对DNA生物传感器的研究和诶经，还有未来的发展趋势做一个概述。 2.杂交DNA生物传感器 对特殊遗传学的分析的常规方法包括核酸的重排和杂交，最近更多的应用是在临床实验室因为它非常的简单[4]。DNA杂交通常发生在一个已知DNA系列（探针）和一个位置系列（目标）之间，但是DNA的核糖核酸（R