Adv. Mater.：多层石墨炔纳米片应用于多路复用的实时DNA检测

【引言】

在均相法中带有荧光探针的靶向分子由于其操作简便、易于自动化引起了广泛的关注。但是在临床诊断和流行病预防方面，在具备上述的优点同时，检测装置还需要满足高的灵敏度、可选择性、快速读取数据的功能。过去的一些年里，应用纳米基荧光探针在实践中取得了巨大的成功。在这些材料中，单层的2D纳米片已经证实是一类用于检测DNA和小分子非常有效率的传感平台。

【成果简介】

近日，来自中科院过程所的王丹研究员、北京科技大学的于然波教授、南京工业大学的黄岭教授和南京邮电大学的汪联辉教授（共同通讯）等人研发了作为传感平台的多层石墨炔（GD）纳米片（NSs）用于低背景和高信噪比的DNA的荧光实时检测。其对单链DNA和双链DNA展现了不同的荧光淬灭能力和亲和力。更重要的是，这是研究史上第一次研发多路复用的多层石墨炔纳米基DNA传感器。

【图文导读】

图1 不同方式的GD基多路复用DNA检测

方式一：带有不同荧光团的染料标记的单链DNA（ssDNA）和GD NSs混合，在靶向DNA的作用下，双链DNA（dsDNA）使染色标记的DNA从GD NSs的表面释放出来，使得荧光团恢复，从而完成检测。

方式二：用染料标记的ssDNA和靶向DNA混合，然后GD NSs加入其中完成检测。

图2 不同条件下ssDNA的荧光光谱以及荧光团强度图表

a）不同条件下被6-羧基荧光素（FAM）染色标记的H1N1ssDNA的荧光光谱图

b）在有或没有GD时ssDNA和dsDNA的荧光团强度图表

图3 被染色标记的ssDNA的荧光光谱以及靶向DNA校准曲线

a-c）在不同浓度的靶向DNA作用下被染色标记的ssDNA荧光光谱（a:FAM染色的H1N1，b:德克萨斯红染色的H5N1，c:FAM染色的M13）

d-f）靶向DNA检测的校准曲线

图4 多路复用的荧光团DNA检测的荧光光谱

分别在T1,T2,T3三种不同的靶向DNA作用下三种探针（5×10^-9M）被混合。

【总结】

本文的研究是历史上第一次针对单链DNA和双链DNA展示了多层石墨炔纳米片具有高的荧光淬灭能力和展示出不同的亲和力。这种优势可以用于发展新的实时DNA检测生物传感装置，为2D纳米基材料在生物生物分析和模拟方面的广泛应用奠定了基础。

文献链接：Few-Layer Graphdiyne Nanosheets Applied for Multiplexed Real-Time DNA Detection（Adv. Mater.,2017,DOI: 10.1002/adma.201606755)

本文由材料人生物材料组李伦供稿，材料牛编辑整理。

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