一种基于“分子穿越”原理的纸基电化学生物传感器

多功能集成、成本低廉的便携式现场检测设备在个性化精准医疗和应对传染病突发事件中发挥着重要作用。近日，上海交通大学医学院分子医学研究院研究员左小磊团队与济南大学于京华教授团队合作，发展了一种基于“分子穿越”原理的纸基电化学生物传感器，解决了一步反应完成疾病靶标分析的关键技术问题，并实现了核酸的快速灵敏检测，有望为便携式现场生化检测提供新的手段。该项工作已于近日在线发表于《纳米快报》（IF 12.08）。

电化学生物传感器具有价格低廉、用户友好、响应快速和易于集成、可定量检测等优点而成为研究热点，且非常适合于现场诊断（Point-of-care test, POCT）领域。例如，基于电化学技术的血糖仪即是最成功的范例之一。然而，核酸和蛋白质分子的高灵敏检测方法往往涉及加样、清洗、信号放大等多个操作步骤，难以通过一步完成整个分析过程。

针对这一长期存在的挑战性问题，研究人员在前期利用框架核酸进行纳米界面调控的研究基础之上，设计了一种便携式智能微型化电化学生物传感器。利用分子穿越（molecular threading）的原理可将反应所需的多种溶液自动、可控地输运到电极反应界面，且无需外部设备驱动。研究表明，这种电化学生物传感器可在1小时内对核酸类疾病标志物进行快速、灵敏的检测，并具有拓展至蛋白类疾病标志物检测的潜力。这一技术解决了电化学生物传感器走向实际临床应用的一个瓶颈问题，为重大疾病快速筛查及传染病防治提供了新的契机。