一種基于“分子穿越”原理的紙基電化學生物傳感器

多功能集成、成本低廉的便攜式現(xiàn)場檢測設備在個性化精準醫(yī)療和應對傳染病突發(fā)事件中發(fā)揮著重要作用。近日，上海交通大學醫(yī)學院分子醫(yī)學研究院研究員左小磊團隊與濟南大學于京華教授團隊合作，發(fā)展了一種基于“分子穿越”原理的紙基電化學生物傳感器，解決了一步反應完成疾病靶標分析的關(guān)鍵技術(shù)問題，并實現(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。該項工作已于近日在線發(fā)表于《納米快報》（IF 12.08）。

電化學生物傳感器具有價格低廉、用戶友好、響應快速和易于集成、可定量檢測等優(yōu)點而成為研究熱點，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行納米界面調(diào)控的研究基礎之上，設計了一種便攜式智能微型化電化學生物傳感器。利用分子穿越（molecular threading）的原理可將反應所需的多種溶液自動、可控地輸運到電極反應界面，且無需外部設備驅(qū)動。研究表明，這種電化學生物傳感器可在1小時內(nèi)對核酸類疾病標志物進行快速、靈敏的檢測，并具有拓展至蛋白類疾病標志物檢測的潛力。這一技術(shù)解決了電化學生物傳感器走向?qū)嶋H臨床應用的一個瓶頸問題，為重大疾病快速篩查及傳染病防治提供了新的契機。