近日，軍事醫(yī)學(xué)研究院研究員高志賢團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)揭示了DNA四面體鑷子的分子動(dòng)力學(xué)特征，開發(fā)了基于“指數(shù)擴(kuò)增反應(yīng)-包覆式DNA四面體鑷子”的生物傳感法，實(shí)現(xiàn)了三種疲勞生物標(biāo)志物的靈敏檢測，為及時(shí)準(zhǔn)確的診斷人體疲勞狀態(tài)提供技術(shù)支持。相關(guān)研究發(fā)表于《化學(xué)工程雜志》。

DNA不僅是遺傳信息的載體，也是一種天然的納米材料，廣泛應(yīng)用于核酸、蛋白質(zhì)和小分子生物傳感器的構(gòu)建?；贒NA鑷子的生物傳感法具有良好的生物相容性和高度可設(shè)計(jì)性，能夠?qū)Π形镔|(zhì)產(chǎn)生特異響應(yīng)，但靈敏性差、效率低等固有缺點(diǎn)限制了其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，設(shè)計(jì)并控制DNA鑷子的空間結(jié)構(gòu)，探究影響其生物傳感性能的主要因素對(duì)開發(fā)功能化納米生物傳感平臺(tái)具有重要意義。

研究團(tuán)隊(duì)從分子層面可視地揭示了觸須式DNA四面體鑷子(ATNAT)與包覆式DNA四面體鑷子(CTNAT)的空間結(jié)構(gòu)，并驗(yàn)證了其檢測靈敏性、背景干擾與多目標(biāo)物檢測能力。同時(shí)，研究人員還發(fā)現(xiàn)了兩種DNA四面體鑷子均能實(shí)現(xiàn)納米級(jí)別的靈敏檢測。研究人員表示，基于CTNAT的多目標(biāo)物熒光傳感方法具有背景低、成本小、效率高的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中更具優(yōu)勢。

此外，該團(tuán)隊(duì)利用指數(shù)擴(kuò)增反應(yīng)（EXPAR）的增敏效果，開發(fā)了多目標(biāo)物靈敏檢測的EXPAR-cDNA-CTNAT熒光傳感方法，成功檢測了疲勞生物標(biāo)志物皮質(zhì)醇、睪酮、肌酸激酶同工酶，避免了其他生理因素的干擾，提高了疲勞檢測的特異性。

高志賢表示，這種基于DNA四面體鑷子的生物傳感方法能夠檢測多種復(fù)雜基質(zhì)，不僅適用于疲勞精準(zhǔn)診斷，還有望推動(dòng)其他疾病診斷、生物安全監(jiān)測和食品安全監(jiān)控的多功能生物傳感技術(shù)的發(fā)展。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137635

來源：《化學(xué)工程雜志》