一種基于“分子穿越”原理的紙基電化學(xué)生物傳感器

多功能集成、成本低廉的便攜式現(xiàn)場檢測設(shè)備在個性化精準(zhǔn)醫(yī)療和應(yīng)對傳染病突發(fā)事件中發(fā)揮著重要作用。近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)研究院研究員左小磊團(tuán)隊(duì)與濟(jì)南大學(xué)于京華教授團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)展了一種基于“分子穿越”原理的紙基電化學(xué)生物傳感器，解決了一步反應(yīng)完成疾病靶標(biāo)分析的關(guān)鍵技術(shù)問題，并實(shí)現(xiàn)了核酸的快速靈敏檢測，有望為便攜式現(xiàn)場生化檢測提供新的手段。該項(xiàng)工作已于近日在線發(fā)表于《納米快報》（IF 12.08）。

電化學(xué)生物傳感器具有價格低廉、用戶友好、響應(yīng)快速和易于集成、可定量檢測等優(yōu)點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn)，且非常適合于現(xiàn)場診斷（Point-of-care test, POCT）領(lǐng)域。例如，基于電化學(xué)技術(shù)的血糖儀即是最成功的范例之一。然而，核酸和蛋白質(zhì)分子的高靈敏檢測方法往往涉及加樣、清洗、信號放大等多個操作步驟，難以通過一步完成整個分析過程。

針對這一長期存在的挑戰(zhàn)性問題，研究人員在前期利用框架核酸進(jìn)行納米界面調(diào)控的研究基礎(chǔ)之上，設(shè)計了一種便攜式智能微型化電化學(xué)生物傳感器。利用分子穿越（molecular threading）的原理可將反應(yīng)所需的多種溶液自動、可控地輸運(yùn)到電極反應(yīng)界面，且無需外部設(shè)備驅(qū)動。研究表明，這種電化學(xué)生物傳感器可在1小時內(nèi)對核酸類疾病標(biāo)志物進(jìn)行快速、靈敏的檢測，并具有拓展至蛋白類疾病標(biāo)志物檢測的潛力。這一技術(shù)解決了電化學(xué)生物傳感器走向?qū)嶋H臨床應(yīng)用的一個瓶頸問題，為重大疾病快速篩查及傳染病防治提供了新的契機(jī)。