近日，化生学院化学系许利苹教授在核酸检测方面取得重要研究进展，并在《ACS Nano》上发表研究性论文“Space-Confinement-Enhanced Fluorescence Detection of DNA on Hydrogel Particles Array”。

脱氧核糖核酸（DNA）的异常表达与多种疾病相关联，可作为生物标志物应用在疾病诊断、预后和治疗中。但是，痕量DNA的检测中面临着巨大的挑战。在溶液中，DNA 捕获探针和目标物之间的识别依赖于它们之间的随机碰撞。对于超痕量 DNA的检测，在传感过程中，探针分子在溶液中不断寻找目标 DNA，由于传质效率低，反应时间长，大大地影响了传感性能。许利苹教授课题组开发了一种基于水凝胶颗粒的空间限域DNA传感器。通过调节水凝胶颗粒的化学组成和孔径，实现了DNA分子的限域分布。而且，水凝胶颗粒表面水分的蒸发可以实现DNA分子进一步的浓缩富集。

基于水凝胶颗粒对DNA分子的限域效应，利用氧化石墨烯对单双链DNA吸附能力的差异及其对荧光基团的淬灭性质，研究团队进一步开发了一种DNA的荧光传感器。与溶液中的荧光传感器相比，基于水凝胶颗粒的限域DNA传感器可大大增加反应物的局部浓度，将检测时间从3000秒缩短到10秒，实现了DNA分子的快速检测。

该研究构建了一种基于水凝胶颗粒的空间限域传感平台，实现了DNA分子在水凝胶外部水层的限域分布，并进一步地将其应用于 DNA 分子的快速检测中。这种基于水凝胶颗粒的限域传感平台制备简单，为痕量生物标记物的快速检测提供了新方法和新策略。该研究以题为“Space-Confinement-Enhanced Fluorescence Detection of DNA on Hydrogel Particles Array”发表在《ACS Nano》上。

该研究由国家自然科学基金支持完成。论文通讯作者为许利苹教授，硕士生刘菲和博士生杨月萌为本论文共同一作。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00157