中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
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(jìn)而定性或定量分析的一種方法。熒光傳感器則是通過(guò)將待測物與識別基團特異性結合的信息傳遞給熒光基團，引發(fā)熒光強度或發(fā)射波長(cháng)的改變實(shí)現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建方法往往差異較大。在同一體系中采用兩種技術(shù)進(jìn)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(dòng)等因素的影響，在基礎研究、環(huán)境檢測、臨床檢驗等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。
近期，中國科學(xué)院蘇州生物醫學(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納米結構組裝的設計，并基于亞甲基藍/紅色熒光碳量子點(diǎn)開(kāi)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。研究人員將發(fā)卡探針A固定于電極表面；與目標核酸反應后，游離的單鏈區域可用于打開(kāi)發(fā)卡探針B；同理，發(fā)卡探針C可通過(guò)類(lèi)似的反應結合為Y型結構并置換出目標核酸序列用于循環(huán)反應；相鄰結構間的單鏈可以進(jìn)一步結合形成大型組裝體。反應的可行性可通過(guò)理論計算與凝膠電泳成像證實(shí)（圖1）；同時(shí)，所合成的碳量子點(diǎn)抗干擾性強，在生理環(huán)境下能夠保持高度的熒光穩定性（圖2）。通過(guò)分析相應發(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(guò)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(xiàn)性校準曲線(xiàn)，能夠實(shí)現6個(gè)數量級的較寬線(xiàn)性范圍，同時(shí)也可通過(guò)熒光成像方便快捷地區分目標核酸的含量（圖3）。該工作中發(fā)展的雙模傳感器設計新穎，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。
圖1 反應進(jìn)程自由能計算及相應產(chǎn)物的凝膠電泳成像圖
圖2 制備的紅色熒光碳量子點(diǎn)在干擾離子存在下的熒光響應
圖3 不同濃度目標核酸觸發(fā)“手拉手”式核酸納米結構組裝的電化學(xué)/熒光雙模響應及對應的校準曲線(xiàn)
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研究試點(diǎn)項目的支持。
