Adv. Mater.：多層石墨炔納米片應用于多路復用的實時DNA檢測

【引言】

在均相法中帶有熒光探針的靶向分子由于其操作簡便、易于自動化引起了廣泛的關注。但是在臨床診斷和流行病預防方面，在具備上述的優點同時，檢測裝置還需要滿足高的靈敏度、可選擇性、快速讀取數據的功能。過去的一些年里，應用納米基熒光探針在實踐中取得了巨大的成功。在這些材料中，單層的2D納米片已經證實是一類用于檢測DNA和小分子非常有效率的傳感平臺。

【成果簡介】

近日，來自中科院過程所的王丹研究員、北京科技大學的于然波教授、南京工業大學的黃嶺教授和南京郵電大學的汪聯輝教授（共同通訊）等人研發了作為傳感平臺的多層石墨炔（GD）納米片（NSs）用于低背景和高信噪比的DNA的熒光實時檢測。其對單鏈DNA和雙鏈DNA展現了不同的熒光淬滅能力和親和力。更重要的是，這是研究史上第一次研發多路復用的多層石墨炔納米基DNA傳感器。

【圖文導讀】

圖1 不同方式的GD基多路復用DNA檢測

方式一：帶有不同熒光團的染料標記的單鏈DNA（ssDNA）和GD NSs混合，在靶向DNA的作用下，雙鏈DNA（dsDNA）使染色標記的DNA從GD NSs的表面釋放出來，使得熒光團恢復，從而完成檢測。

方式二：用染料標記的ssDNA和靶向DNA混合，然后GD NSs加入其中完成檢測。

圖2 不同條件下ssDNA的熒光光譜以及熒光團強度圖表

a）不同條件下被6-羧基熒光素（FAM）染色標記的H1N1ssDNA的熒光光譜圖

b）在有或沒有GD時ssDNA和dsDNA的熒光團強度圖表

圖3 被染色標記的ssDNA的熒光光譜以及靶向DNA校準曲線

a-c）在不同濃度的靶向DNA作用下被染色標記的ssDNA熒光光譜（a:FAM染色的H1N1，b:德克薩斯紅染色的H5N1，c:FAM染色的M13）

d-f）靶向DNA檢測的校準曲線

圖4 多路復用的熒光團DNA檢測的熒光光譜

分別在T1,T2,T3三種不同的靶向DNA作用下三種探針（5×10^-9M）被混合。

【總結】

本文的研究是歷史上第一次針對單鏈DNA和雙鏈DNA展示了多層石墨炔納米片具有高的熒光淬滅能力和展示出不同的親和力。這種優勢可以用于發展新的實時DNA檢測生物傳感裝置，為2D納米基材料在生物生物分析和模擬方面的廣泛應用奠定了基礎。

文獻鏈接：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組李倫供稿，材料牛編輯整理。

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