基于三维DNA纳米结构的电化学生物传感研究

DNA纳米结构组装及其在生物传感研究中的应用是当今科学研究的一个重要领域，尤其是三维（3D）DNA纳米结构的自组装及其在功能化有序传感界面构建方面的应用，正在发展成为电分析化学研究的新策略。本项目拟在金电极表面组装高稳定性3D DNA纳米结构，构置基于3D DNA纳米结构的电化学生物传感器，并在此基础上建立高灵敏、高选择性检测适体和病毒基因、溶菌酶、凝血酶等的分析新方法。该研究中3D DNA纳米结构具有结构有序、空间可控、稳定性高以及接近天然构象等特点，所构置的传感器具有稳定性与灵敏度高、选择性好的特点。该项目为3D DNA纳米结构的组装及其生物传感研究提供了新思路，对丰富电化学生物传感器的研究内容和扩展3D DNA纳米结构在电分析中的应用范围，以及开发逻辑门纳米电子器件、传感芯片具有重要科学意义和应用价值。

将三维DNA纳米结构应用于高灵敏、高特异性功能化有序传感界面构建，已经成为电化学生物传感研究的热点领域。本项目制备了DNA四面体、五面体和六面体纳米结构，研究了DNA自组装过程中三维结构与效率之间的关系，构置了5种基于三维DNA纳米结构的电化学生物传感器和5种基于新型纳米复合材料的电化学生物传感器，开展了三维DNA纳米结构自组装、DNA纳米结构识别机理与转换机制、纳米复合材料制备和蛋白质直接电化学等研究；建立了高稳定三维DNA纳米结构组装新方法和灵敏检测γ干扰素、可卡因、乳腺癌细胞等的电化学检测新方法，使相关测定检出限降低1~2个数量级、线性范围可达3~4个数量级。项目中取得的研究成果，为三维DNA纳米结构的组装及其生物传感研究提供了新思路，对丰富电化学生物传感器的研究内容和扩展三维DNA纳米结构在电分析中的应用范围，以及开发逻辑门纳米电子器件、传感芯片等具有重要科学意义和应用价值。项目共完成论文10篇，目前已在《Nanoscale》、《Chemical Communications》、《Biosensors and Bioelectronics》、《Bioelectrochemistry》等期刊上接收、发表论文7篇，其中，影响因子大于6的4篇；申报国家发明专利1项；在科学出版社出版学术专著1部。