ヒト/蛍光デュアルモードナノセンサーヒトテロメアGカドルプレックスDNAに基づく：水銀への応用（II）検出

DNAメタルナノ粒子コンジュゲートは、過去数十年にわたって感知目的でますます悪用されてきました。ただし、既存の戦略のほとんどは、一本鎖型、ステムループ構造、二重ヘリックス構造などの標準的なDNA構造で動作します。高次のDNA二次構造に基づいたナノシステムの開発には、強い関心があります。ここでは、SERS/蛍光デュアルモードナノセンサーを提案します。ここでは、シグナル伝達メカニズムがヒトテロメアGカドルプレックスDNAの立体構造スイッチングに基づいています。ナノセンサーは、G四重鎖の相補的鎖に対して優れたSERS/蛍光応答を示します。T-Hg（2+）-T配位化学に基づいて、このセンサーは、バッファー溶液と実際のサンプルでのHg（2+）の測定に効果的に適用されます。1PPTという低い検出限界（LOD）を達成します。これは、従来の光学センサーの〜100倍の感度です。提案されたG-quadruplexベースのナノセンサーは、環境サンプルおよび生物系の他の金属イオンおよび小分子の分析に適用できると予想しています。

DNA-metal nanoparticle conjugates have been increasingly exploited for sensing purposes over the past decades. However, most of the existing strategies are operated with canonical DNA structures, such as single-stranded forms, stem-loop structures, and double helix structures. There is intense interest in the development of nano-system based on high order DNA secondary structures. Herein, we propose a SERS/fluorescence dual-mode nanosensor, where the signal transduction mechanism is based on the conformational switching of the human telomeric G-quadruplex DNA. The nanosensor exhibits excellent SERS/fluorescence responses to the complementary strands of G-quadruplexes. Based on T-Hg(2+)-T coordination chemistry, this sensor is effectively applied to determination of Hg(2+) in buffer solution and real samples. It achieves a limit of detection (LOD) as low as 1ppt, which is ~100 times more sensitive than conventional optical sensors. We anticipate that the proposed G-quadruplex-based nanosensor could be applied to the analysis of other metal ions and small molecules in environmental samples and biological systems.