综述：DNA嵌入剂在传感器技术中的进展：机制、应用与创新

　　本综述系统探讨了DNA嵌入剂（DNA-intercalators）在传感器技术中的前沿进展，重点阐述了其通过π-π堆叠等机制与DNA相互作用，并基于荧光（FRET）、比色及电化学信号转导实现高灵敏检测。文章涵盖其来源、分类、在重金属离子、核酸序列及药物筛选检测中的应用，并展望了低毒性新型嵌入剂及多靶点检测平台的开发前景。

　　

The source and mechanism of DNA-intercalators

DNA嵌入剂主要源于天然产物和人工合成两大类。天然嵌入剂如放线菌素D（Actinomycin D）和丝裂霉素C（Mitomycin C）源自链霉菌属微生物，通过π-π堆叠和静电作用与DNA特异性结合。人工合成嵌入剂则包括吖啶橙、溴化乙锭（Ethidium Bromide, EB）及钌配合物等，其作用机制涉及插入DNA碱基对，引起局部解旋和双螺旋结构扩张，从而干扰DNA复制与转录过程。这种结构变化可阻碍DNA聚合酶和RNA聚合酶功能，导致复制叉崩溃和转录 elongation 抑制，最终引发细胞毒性。

Classification and biological relevance of DNA-intercalators

根据化学结构及作用机制，DNA嵌入剂可分为平面芳香族化合物（如阿霉素Doxorubicin）、金属配合物（如Schiff碱金属络合物）和天然生物碱（如喜树碱Camptothecin）。这些嵌入剂不仅具有抗肿瘤（如抑制拓扑异构酶II）、抗菌或抗寄生虫的生物学功能，还因其与DNA结合后产生光学或电化学信号变化，被广泛用于生物传感领域。

Applications in the sensors

DNA嵌入剂在传感器中通过荧光、电化学及比色信号实现高灵敏度检测：

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  荧光传感：如溴化乙锭（EB）或SYBR Green I 嵌入双链DNA后荧光增强，用于核酸检测、病原体诊断及单核苷酸多态性（SNP）分析；
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  电化学传感：钌配合物（如[Ru(bpy)₃]²⁺）作为电化学指示剂，检测重金属离子（如Hg²⁺、Cu²⁺）或癌症标志物；
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  比色传感：金纳米颗粒（AuNPs）与嵌入剂联用，通过聚集诱导颜色变化检测特定DNA序列或小分子药物；
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  环境与食品安全监测：如检测水体中的农药残留或食品中的毒素（黄曲霉毒素B1）。

Conclusions and outlook

DNA嵌入剂在传感器领域展现出高灵敏度、低成本及易于集成的优势，但仍面临毒性高、特异性不足及复杂样本干扰等挑战。未来需开发低毒性嵌入剂（如肽核酸衍生物）、多功能纳米材料复合探针，并推动多靶点同步检测平台与微流控技术的结合，以拓展其在精准医疗和实时监测中的应用。