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我院夏帆教授课题组在cell子刊Chem杂志(IF:14.104)在线发表了研究论文

发布人:李晓晔发表时间:2018-12-14点击:

我院夏帆教授课题组在cell子刊Chem杂志(IF:14.104)在线发表了研究论文

近年来,可视化生物传感得到了快速发展,其应用逐渐延伸到医学诊断、食品分析和环境监测等领域。目前,可视化生物传感器具有庞大的市场需求,需要各种新材料、新技术融合,发展新型的可视化检测方法。夏帆教授课题组前期发展了一种pH响应的超浸润芯片,建立了基于液滴接触角变化的裸眼检测方法,并将其用于检测糖尿病和监测运动过程中汗糖的变化(NPG Asia Materials, 2018, 10, 177–189.)。

2018年12月13日,夏帆教授课题组在cell子刊Chem杂志(IF:14.104)在线发表了研究论文,构建了基于超滑油凝胶界面上液滴运动的新型可视化检测方法,实现了对ATP、miRNA、凝血酶的灵敏检测。该研究中提出两亲性DNA具有助溶剂的作用,短链DNA可以同时暴露亲水性磷酸骨架和疏水性碱基,与疏水性油凝胶界面具有较强的疏水作用力,使得液滴滑动速度变慢,临界滑动角上升;DNA链长度增加,易发生分子内折叠,暴露其亲水性磷酸骨架隐藏其疏水性碱基,此时分子亲水性较强,不易在疏水性油凝胶界面发生作用,液滴可以在很小的倾斜角下快速滑动。实验通过设计目标物控制的滚环扩增反应,调控DNA的链长度和亲疏水性(图1a)。研究采用倒置荧光显微镜和共聚焦显微镜研究不同长度DNA在油水界面上的分布;通过分子动力学模拟,验证了界面疏水作用随DNA链长度增加而减小(图1b)。通过临界滑动角和滑动速度等可视化参数的定量化分析,实现了对小分子、核酸、蛋白等多种分子的灵敏检测,并期望作为新型可视化检测方法用于多种临床标志物的检测。

1(a)基于超滑油凝胶界面上液滴运动的可视化检测示意图;(b)分子动力学模拟不同长度DNA对油性界面的疏水作用。

纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心科研助理高中锋博士、中国地质大学(武汉)材料与化学学院博士后刘瑞、博士生王金花为论文的共同第一作者,夏帆教授为论文的通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划(2017YFA0208000, 2016YFF0100800)、国家自然科学基金(21525523, 21722507, 21574048, 21874121, 31800829)等项目的资助。

该论文作者为ZhongFengGao, Rui Liu, Jinhua Wang, Jun Dai, Wei-Hua Huang, Mingjie Liu,Shutao Wang, Fan Xia, and Lei Jiang

Controlling Droplet Motion on an Organogel Surface by Tuning the Chain Length of DNA and Its Biosensing Application,Chem, 2018,4, 2929-2943