信息技术的进步和数字化推动了传感器向更紧凑的架构、更高的检测灵敏度和更快的响应时间发展。样本体积的持续减小使得单分子测量成为越来越重要的发展趋势[1,2]。单分子传感器的研究技术是分析科学领域的创新突破方向，它可以揭示传统整体检测方法无法观察到的分子异质性和动态过程[[3], [4], [5], [6], [7]]。单分子传感器能够提供纳米尺度分子相互作用的详细见解，允许在单个分子水平上研究构象变化和分子间相互作用。在某些情况下，这类传感器可以揭示常规集合测量无法获得的信息[[8], [9], [10], [11]]。单分子平台检测技术可以有效放大收集到的微弱信号，并将其转换为可检测的光学[12]、电学[13]或机械[14]信号。放大的信号与分子状态密切相关，为涉及反应中间体的随机过程提供了宝贵的见解，并能够实时捕获和分析瞬态构象动态[[15], [16], [17]]。因此，单分子检测已成为一个主要的研究焦点，并有望在生物化学及相关研究领域获得持续关注。由此产生的数据允许系统地研究随机反应过程。与传统分析方法相比，单分子检测具有单事件分辨率、高特异性、快速分析和最小样本消耗量[18]。在过去的几十年中，已经开发了许多技术，其中一些技术实现了具有足够通量和统计可靠性的单分子测量。单分子传感和检测领域持续稳步发展。本综述主要介绍了两个研究方向，即光学和电学检测[12,[19], [20], [21]]。
DNA是一种由长链脱氧核苷酸组成的生物分子，每个脱氧核苷酸由一个氮碱基、脱氧核糖和一个磷酸基团组成。DNA是自然界中最重要的生物分子之一，用于存储、携带和调节生物体内的遗传信息。在过去的几十年里，DNA作为功能性纳米材料展现了强大的潜力，其合成设计的链被广泛应用于生物传感、分子计算、信息处理、分子传输和催化等纳米设备的构建[[22], [23], [24]]。DNA被用作传感器中的识别元件，将设计好的探针与其目标之间的识别事件转换为可测量的信号，同时也用于基于DNA模板和超分子DNA组装的生物传感器[25]。与纳米材料结合的DNA传感器表现出显著的特性，包括高灵敏度、易于微型化和高效的信号转导。此外，DNA可以以相对较低的成本和高序列保真度进行化学合成，从而实现可扩展的生产。与其他生物分子（如酶和抗体）相比，DNA具有更好的化学稳定性和对恶劣温度和pH条件的耐受性[26]。另外，当DNA作为识别元件时，它在传感应用中具有高度的多样性和适应性。分子科学的进步使得可以将多种分子开关集成到DNA传感器的设计和制造中。除了环境监测和诊断之外，DNA传感器还越来越多地用于检测RNA、金属离子、代谢物、蛋白酶和细胞表面受体。基于DNA的传感器的两种主要转导策略包括电学（电子或离子）和光学生物传感方法[[27], [28], [29], [30], [31], [32]]。传感器中使用的适配体是一种能够高亲和力结合特定分子的功能性单链核酸。这些适配体通常是通过指数富集法（SELEX）从随机库中筛选获得的[33]。适配体筛选过程完全可以在体外进行，从而为广泛的分析物选择合适的配体。其主要优势包括简化的检测程序、操作便利性、强抗干扰能力和有利的输入输出特性，这些共同构成了单分子DNA检测策略开发的功能基础[34,35]。
本综述重点介绍了过去十年基于DNA的单分子分析传感器的最新进展，特别关注光学和电学生物传感技术的创新进展。
