【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近期，中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研究員繆鵬課題組發(fā)展了基于“手拉手”式DNA納米結(jié)構(gòu)組裝的設(shè)計，并基于亞甲基藍/紅色熒光碳量子點開發(fā)了一種新型的針對循環(huán)腫瘤DNA的電化學(xué)/熒光雙模傳感器。
 

　　電化學(xué)傳感器是利用待測物所引發(fā)的電信號變化與濃度或其他物理量之間存在的相關(guān)性關(guān)系進而定性或定量分析的一種方法。熒光傳感器則是通過將待測物與識別基團特異性結(jié)合的信息傳遞給熒光基團，引發(fā)熒光強度或發(fā)射波長的改變實現(xiàn)定性或定量檢測的方法。
 

　　這兩種技術(shù)所涉及的信號源及構(gòu)建方法往往差異較大。在同一體系中采用兩種技術(shù)進行同步檢測不僅能夠有效提高檢測準確性，還能夠降低所獲取信號受到背景信號、儀器波動等因素的影響，在基礎(chǔ)研究、環(huán)境檢測、臨床檢驗等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
 

　　研究人員將發(fā)卡探針A固定于電極表面；與目標核酸反應(yīng)后，游離的單鏈區(qū)域可用于打開發(fā)卡探針B；同理，發(fā)卡探針C可通過類似的反應(yīng)結(jié)合為Y型結(jié)構(gòu)并置換出目標核酸序列用于循環(huán)反應(yīng)；相鄰結(jié)構(gòu)間的單鏈可以進一步結(jié)合形成大型組裝體。反應(yīng)的可行性可通過理論計算與凝膠電泳成像證實(圖1)；同時，所合成的碳量子點抗干擾性強，在生理環(huán)境下能夠保持高度的熒光穩(wěn)定性(圖2)。通過分析相應(yīng)發(fā)夾探針末端標記的電化學(xué)與熒光信號源，研究人員能夠有效地完成雙模探測。
 

　　通過一系列的條件優(yōu)化與定量測試，研究建立了熒光強度、電化學(xué)強度與目標核酸濃度的線性校準曲線，能夠?qū)崿F(xiàn)6個數(shù)量級的較寬線性范圍，同時也可通過熒光成像方便快捷地區(qū)分目標核酸的含量(圖3)。該工作中發(fā)展的雙模傳感器設(shè)計新穎，具有較高的靈敏度，可擴展性強，能夠為核酸分析及臨床診斷提供有力的工具。
 

　　相關(guān)成果發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。研究工作得到了蘇州市基礎(chǔ)研究試點項目的支持。
 

圖1 反應(yīng)進程自由能計算及相應(yīng)產(chǎn)物的凝膠電泳成像圖
 

圖2 制備的紅色熒光碳量子點在干擾離子存在下的熒光響應(yīng)
 

　　圖3 不同濃度目標核酸觸發(fā)“手拉手”式核酸納米結(jié)構(gòu)組裝的電化學(xué)/熒光雙模響應(yīng)及對應(yīng)的校準曲