几种纳米生物复合探针的构建及其在生物分析中的应用

作为一种多学科交叉的产物，纳米生物复合探针（Nanobio probe）也就应运而生[1]。目前已有多种纳米材料被应用于构建各种功能化的纳米生物探针，包括纳米金（Gold nanopartile，AuNP）、量子点（Quantum dot, QD）和碳纳米管（Carbon nanotube，CNT）等。相较于传统的检测探针，纳米生物复合探针具有多功能复合、多检测路径、易于信号放大、制备简便等多种优越性。现就本实验室在纳米生物复合探针的构建和应用的研究进展方面作一简要介绍。AuNP-DNA 复合探针：AuNP-DNA 复合探针利用合成DNA 末端修饰的巯基（－SH）基团，通过金硫键的形成使单链DNA 分子组装在纳米金界面上，其最主要的特点就是每个金纳米粒子上可以组装多个单链DNA 分子，本实验室即利用AuNP-DNA 复合探针作为电化学指示剂载体，实现了对低至fM 水平的靶DNA 的超灵敏传感检测[2]。此外，我们将一种特殊的DNA 分子，DNA 适配体（aptamer），以同样的方式构建AuNP-aptamer 复合探针，实现了对蛋白质和小分子等的高灵敏检测。AuNP-DNA-蛋白质共组装复合探针：DNA 和蛋白质在纳米金界面上的共组装可以对DNA 和蛋白质的种类、数量和比例等进行精确调控，定制满足不同需求的AuNP-DNA-蛋白质复合探针。该类探针即可用于DNA 检测，亦可用于蛋白质检测。本实验室成功制备了一种AuNP-DNA-HRP 探针，可以实现对低至pM 靶DNA 分子的目视快速检测，进而结合光学分析仪器，实现了更高灵敏度的超微量分析[3]。 Nano-蛋白质复合探针：随着多种纳米材料被越来越多地应用，各种形式和各种功能的纳米生物复合探针不断涌现，包括纳米自组装多肽、各种酶甚至病毒分子等。本实验室通过纳米自组装模式制备了如AuNP-Ab、QD-Avidin、CNT-Enzyme 等多种Nano-蛋白质复合探针，并实现了其在电化学传感和微流控芯片技术中的初步应用。纵而观之，纳米金生物复合探针呈现出多元化的发展态势。随着纳米生物技术的不断进步，我们将致力于更多种类、结构更加复杂、功能更加多样的纳米生物复合探针的构建及其在生命化学分析中的应用，为生物分析新技术的发展开拓更多的路径。

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