背景：在ESKAPE病原体中，铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)以引起慢性肺部感染、导管相关尿路感染(UTI)和伤口愈合延迟而闻名。铜绿假单胞菌的毒力、感染的严重程度以及由此产生的抗生素耐药性都依赖于群体感应网络介导的细菌细胞群。尽管铜绿假单胞菌感染存在挑战，但在临床实验室实施的标准诊断测试，如细菌培养、酶联免疫吸附试验(ELISA)和聚合酶链反应(PCR)，都很繁琐，不能立即提供结果。尽管近年来分子检测方法不断创新，但由于铜绿假单胞菌耐药导致蛋白质二级结构和结合结构域频繁改变，快速检测铜绿假单胞菌仍然具有挑战性。这也使得传统的基于抗体的生物受体难以特异性识别目标病原体。

  目前迫切需要开发利用生物识别元件的自适应生物传感策略，以实现对临床环境中目标分子的敏感和选择性监测。近年来，基于纸张的分析设备和包括碳量子点(CQDs)在内的纳米材料集成探针也成为疾病识别的POC传感平台。同时，人们发现PYO与胞外双链DNA的电子转移和相互作用是P. aeruginosa发生QS和改变其理化性质的关键。

  方法：利用PYO与DNA的生物相互作用，开发了一种用于检测P. aeruginosa感染的POC电化学传感器。牛胸腺(ct)-DNA偶联在NH2-CQDs表面作为生物识别元件检测PYO。电化学方法，包括循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)用于实时探测相互作用。

  Scheme 1. Pictorial representation of electrode modification with ct-DNA/NH2-CQDs assembly and electrochemical measurement of PYO from artificial urine, culture medium, baby diaper and sanitary napkin.

  Fig. 5. SWV current peak of LB culture medium with spiked PYO linear range of 0–100 μM at pH 7.4 and undiluted real urine sample with spiked PYO linear range of 0–250 μM (A–B); Calibration plot of LB culture medium and undiluted real urine sample (C–D).

  结果：通过模拟PYO生物电子传递函数，将ct-DNA偶联在NH2-CQDs表面，研制了一种独特的PYO生物传感器。该传感器平台检测PBS、人工尿液、培养基和真实尿液样品中PYO的检出限分别为69 nM、81 nM、93 nM和37 nM。该传感器在检测生物样品中PYO水平方面表现出良好的选择性、可靠性、重复性和再现性。所提出的生物传感策略的应用已在婴儿纸尿裤和卫生巾的人工模拟UTI条件中得到证明。

  参考来源：Thulasinathan B, Sujatha D, Murugan S, et al. DNA-functionalized carbon quantum dots for electrochemical detection of pyocyanin: A quorum sensing molecule in Pseudomonas aeruginosa[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2023: 115156.