化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
中科院蘇州醫工所開發新型納米片技術 實現DNA堿基精準識別與甲基化定量分析
2026年06月09日 11:05:22
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：3077
中科院蘇州醫工所研究團隊開發出一種基于三苯胺共價有機框架納米片的熒光傳感器，該技術無需復雜修飾和高端測序儀即可定量檢測DNA甲基化水平，在乳腺癌和肝癌臨床樣本中驗證效果良好，與金標準焦磷酸測序結果高度一致。
DNA堿基的序列排列承載著遺傳信息，而堿基突變或表觀遺傳修飾異常與腫瘤、遺傳病等密切相關。由于四種堿基(腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、胞嘧啶C、鳥嘌呤G)結構高度相似，在不依賴復雜測序儀的情況下實現快速、精準區分，一直是分子診斷領域的技術難點。
近日，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究團隊在這一方向上取得進展。他們開發出一種基于三苯胺共價有機框架納米片（TPA CONs）的熒光生物傳感器，能夠實現對不同堿基的選擇性識別，并將其應用于DNA甲基化水平的定量檢測。相關成果發表于《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)。
研究團隊通過分子模擬與實驗相結合的方式發現，該納米片表面帶有負電荷，而四種堿基的靜電勢分布存在差異，導致它們與納米片的吸附親和力依次為T > G > A > C，其中靜電相互作用貢獻了約70%的吸附能，成為選擇性識別的核心驅動力。基于這一機制，T堿基富集的DNA序列會與納米片發生較強結合，并通過光誘導電子轉移效應觸發顯著的熒光淬滅；相反，C堿基富集的序列則能保持較強的熒光信號。利用這種差異，研究團隊構建了一種無需復雜化學修飾、無需高端測序儀的單堿基分辨熒光傳感平臺。
進一步地，團隊將該技術應用于DNA甲基化定量檢測。在經典的亞硫酸氫鹽轉化處理中，未甲基化的胞嘧啶(C)會被轉化為胸腺嘧啶(T)，而甲基化的胞嘧啶保持不變。因此，通過檢測轉化后序列的熒光強度變化，即可直接反映原始樣本中的甲基化水平。在乳腺癌細胞實驗中，該方法對人雌激素受體α(ERα)基因區域甲基化的檢出限低至2.4%，能夠分辨僅相差兩個CpG位點的細微序列差異。
研究團隊還與臨床機構合作，將該平臺拓展至肝癌臨床樣本的檢測，針對EYA2基因甲基化進行分析。結果顯示，該方法能夠有效區分不同甲基化水平的樣本，檢測結果與金標準焦磷酸測序高度一致。相較于焦磷酸測序和定量甲基化特異性PCR(qMSP)，該策略無需昂貴試劑或特異性探針設計，操作更為簡便。
研究人員表示，這項工作首次利用共價有機框架材料實現了直接、無標記的堿基識別和DNA甲基化定量分析，闡明了納米片與堿基之間相互作用的分子機制。該技術不僅適用于甲基化檢測，還有望拓展至單核苷酸多態性、基因突變、插入缺失等遺傳變異分析，為開發低成本、便攜式的單分子測序和腫瘤表觀遺傳診斷芯片提供了新路徑。
該研究獲得了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、江蘇省前沿技術研發計劃等項目的資助。
參考資料來源：蘇州生物醫學工程技術研究所
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
全球視覺腦機接口領軍企業杭州暖芯迦電子科技有限公司完成3億元戰略融資，資金將重點投向視覺腦機接口臨床試驗、核心技術迭代與產品產業化...2026-05-06 14:26:24
-
我國科研團隊成功研發一款低成本微流控芯片，可在50分鐘內檢測六類常見血流感染致病菌，單次成本約30元。該芯片經120例臨床樣本驗證...2026-02-27 13:18:24
-
哈爾濱理工大學計劃采購光譜橢偏儀、電容分析電化學工作站、離子遷移譜及色譜級聯氣體檢測系統、3D結構光掃描儀等1327臺(套)儀器設...2025-12-16 10:12:00
-
根據公開信息，深圳市卓潤生物科技有限公司近日完成A 輪融資，投資方為深創投。該公司成立于2019年，聚焦體外診斷與食品安全檢測領域...2025-11-06 11:12:08
-
大連理工大學研究團隊在《芯片實驗室》發表封面文章，提出一種采用收縮式微流道實現離心微流控芯片中盲孔微腔室無空隙液體填充的新方法。該...2025-10-17 15:00:58
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
