循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)是起源于肿瘤或循环肿瘤细胞的单链或双链DNA片段,随着细胞凋亡、坏死而直接释放或者随着坏死细胞的吸收从巨噬细胞中释放到外周血、脑脊液等体液中。有研究表明,ctDNA具有许多癌症相关的分子特性,如单核苷酸突变、甲基化改变等,其作为一种潜在的肿瘤生物标记物,在癌症评估方面得到了越来越多的关注。因此,突变ctDNA的定量检测在肿瘤的早期诊断、治疗指导、预后评估方面发挥着重要作用。然而,ctDNA定量检测面临的最大挑战是体液中的ctDNA含量极低,现有的检测方法无法实现ctDNA的高灵敏检测。因此,本课题设计了一种基于靶向驱动滚动式步行者和DOX@TDN-Au信号标签的电化学生物传感器用于ctDNA的超灵敏检测。本研究以阿霉素@DNA四面体修饰的金纳米颗粒(DOX@TDN-Au)作为电化学指示剂,通过滚环扩增反应(RCA),构建了一种用于超灵敏的多腿、高度集成化的DNA滚动式步行者用于电化学生物传感检测ctDNA。在靶标驱动的RCA中,多腿步行者可以通过链置换反应沿着预设的轨迹移动,导致多条腿不可逆地与iStep探针结合。大量的腿与iStep探针的结合可以有效地阻止DOX@TDN-Au信号标签结合在传感器表面,从而达到“信号关闭”状态。由于滚动式步行者和DOX@TDN-Au标签的高度放大效率,所构建的生物传感器对靶标检测具有很高的灵敏度,最低检出限可达0.29fM。此外,靶ctDNA可以同时与环状探针和捕获探针杂交,极大提高了所开发的生物传感策略的特异性。因此,该生物传感方法用于ctDNA的检测,在临床诊断和肿瘤进展评估领域具有广阔的应用前景。