金属碱基对能增强DNA导电性

上一篇 / 下一篇  2011-09-21 15:17:50

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  2011年北大化学院郭雪峰课题组在单分子生物传感研究领域中连续取得突破性进展,两篇研究论文被选为封面文章发表在国际学术杂志《应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed)上。

  在此前的研究工作中,郭雪峰课题组发展了一种在单分子水平上检测生物大分子间相互作用的原理性策略,并且发现DNA分子在固态分子器件中依然保持其天然的构象及生物活性。受到前期工作的启发,郭雪峰课题组研究人员与与中科院化学所方晓红研究员合作,利用具有G4构象的DNA适配体分子构建了功能化的单分子器件,实现了对凝血酶的高选择性的可逆检测,最低检测浓度可达2.6 aM(~88ag mL-1)。与微流控技术相结合,进一步实现了对单个生物结合过程的在线检测,从而发展了一种高特异性、高灵敏度的在线生物检测的可行性技术。该技术的优势在于无需标记,可以实时监测,且灵敏度选择性非常高。这一研究成果发表在3月的《应用化学》杂志上。

  近期,他们与东京大学Shionoya教授合作,首次在实验上实现了对含有金属碱基对的非天然DNA导电性的测量,第一次从实验上证明了在双链DNA序列中合理地引入多个金属碱基对能够增强天然DNA导电性的理论预测。双链DNA中的金属碱基对使DNA的结构更加稳定,有利于DNA电荷的传输。通过螯合试剂EDTA和金属离子的交替处理,他们还实现了对DNA分子器件的导电性质的可逆调控。这种开关性质和离子传感性能具有普适性。该研究的两位国际同行专家均给与“Very Important”的高度评价。有关论文已经被《应用化学》接收,并选为同期杂志的内封面。

  这些研究搭建了分子电子学与生物体系结合研究的桥梁,为进一步推动分子器件在生物传感、疾病机理研究和疾病早期诊断等方面的应用奠定了基础。


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