研究进展

物理生物学研究室在跨尺度生物传感界面调控方面研究取得进展

2015/06/11 | 【 【打印】【关闭】 | 访问次数:

近期,中国科学院上海应用物理研究所研究人员基于DNA纳米技术实现了对生物传感界面的跨尺度精确调控,在宏观尺度的金界面上构筑纳米尺度精确可控的框架结构,并显著提高了电化学生物传感器的生物分子检测性能。相关结果发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2151,并入选为当期VIP 论文(Very Important Paper)。

构筑有序、可控的生物传感界面是生物检测研究领域的挑战性问题之一。针对这一问题,上海应用物理研究所物理生物学研究室樊春海课题组对生物分子在界面上的组装过程开展了长期、系统的研究(Acc. Chem. Res.2010, 43, 631; Acc. Chem. Res. 2014,47, 550)。之前,他们通过DNA分子自组装发展了刚性的DNA四面体纳米结构并实现了界面组装,在国际上率先提出基于三维DNA纳米结构的电化学生物传感策略(Adv. Mater. 2010, 22, 4754)。在此基础之上,博士研究生林美华等在樊春海和左小磊研究员的指导下,充分利用了DNA纳米结构精确可调的特点,设计了一系列具有不同尺寸的DNA四面体纳米结构,并利用这些结构在金界面的有序组装发展了一种“软光刻”技术。这一新型的跨尺度界面调控技术可以实现在宏观的金界面上构筑纳米尺度可控的框架结构,从而精确调控依托于这些结构上的DNA探针之间的距离。基于此,他们系统研究了DNA分子之间的纳米距离与生物传感性能之间的关系,并提高了界面生物分子识别的热力学和动力学过程,进而显著提升了电化学生物传感器的检测灵敏度和速度。(物理生物学研究室 供稿)