【摘要】：特定序列核酸的檢測在臨床病原體檢測、癌癥早期診斷以及遺傳病確診等方面至關重要。無標記均相電化學傳感器在低消耗、低成本、易操作、快速檢測和高重復性等方面具有顯著的優勢。我們基于復合功能核酸分子和超微電極檢測裝置，構建了無標記均相電化學核酸傳感器，用于PIK3CA循環腫瘤DNA(ctDNA)的高特異性檢測。將PIK3CA ctDNA互補序列和G-四聚體脫氧核酶偶聯，分別作為目標識別元件和信號轉換元件，設計了具有莖環結構的單鏈DNA，其中G-四聚體和ctDNA互補序列通過堿基互補被封閉。當目標DNA即PIK3CA與其互補序列特異性結合后會導致DNA構象變化，釋放G-四聚體并發揮過氧化物酶的活性，催化H2O2和對苯二酚(HQ)反應，產生對苯醌(BQ)和水。使用碳纖維超微電極微型電化學裝置對微升體積樣本中HQ和BQ的氧化還原電流信號進行檢測。結果表明:氧化還原電流信號隨目標DNA分子濃度變化而變化，檢測限達20 nM，可有效區分完全互補序列和單堿基錯配序列DNA。此外，在血清摻雜樣本中該傳感器表現出類似的檢測效果。本研究設計的電化學生物傳感器實現了微升體積內ctDNA的高性能檢測，為特定病原體或腫瘤基因的靶向DNA序列檢測提供了一種新思路，在醫學診斷和便攜式檢測中具有廣闊的應用前景。