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我校化學(xué)與分子工程學(xué)院在重大疾病分子水平檢測研究方面取得系列進(jìn)展，相繼在英國Nature雜志社旗下刊物Scientific Reports上連續(xù)發(fā)表兩篇重要研究成果，分別刊登了用于帕金森癥早期預(yù)警與診斷的輔酶Q功能化量子點熒光探針(Scientific Reports 2013, 3, doi:10.1038/srep01537)及可在單分子水平上實時調(diào)控主-客體分子行為的新型功能化生物納米通道(Scientific Reports 2013, 3, doi:10.1038/srep01662)的研究成果。

龍億濤教授課題組長期專注于構(gòu)建仿生微界面體系，此次成果是采用前期構(gòu)建的有輔酶Q電子傳遞體嵌入的仿生膜體系，在模擬生物膜內(nèi)電子傳遞過程的研究基礎(chǔ)上(Nature Protocols 2013, 8, 439-450.)，將仿生膜界面拓展到量子點仿生界面。利用輔酶Q功能化量子點構(gòu)建的納米仿生界面實現(xiàn)了復(fù)合體I(NADH:輔酶Q氧化還原酶復(fù)合體)催化從NADH到輔酶Q的質(zhì)子偶聯(lián)電子傳遞過程，人工模擬了線粒體呼吸鏈初始階段。該熒光探針利用輔酶Q氧化態(tài)/還原態(tài)與量子點之間的電子傳遞機制不同導(dǎo)致熒光開關(guān)效應(yīng)，實現(xiàn)了對復(fù)合體I的高靈敏檢測，并成功應(yīng)用于人神經(jīng)瘤SH-SY5Y細(xì)胞內(nèi)復(fù)合體I缺失水平的監(jiān)測，從而獲得了與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的重要信息，并有望在帕金森癥的早期預(yù)警與診斷等方面獲得實際應(yīng)用。

同時，為了實現(xiàn)在單分子水平上研究分子特異性識別機制，田禾院士課題組和龍億濤教授課題組共同合作，在前期納米通道仿生“弱力”識別傳感研究的基礎(chǔ)上，運用生物納米通道的門控效應(yīng)構(gòu)建了杯[4]芳烴功能化α-溶血素生物納米通道，首次在無需生物改性或化學(xué)修飾的條件下獲得了功能化光控生物納米通道。以此實現(xiàn)單分子水平上監(jiān)測不同客體分子對主體分子的特異性競爭識別行為，更進(jìn)一步在功能化α-溶血素納米通道內(nèi)部實現(xiàn)對單個光控分子主客體行為的實時識別及調(diào)控。該項研究成果為單分子水平研究基于酶-底物模型的超分子體系提供了新的分析平臺。

此系列研究得到了國家973計劃“分子探針識別腫瘤特異性血清標(biāo)志物的基礎(chǔ)研究”的資助，為發(fā)展針對重大疾病的高效特異性檢測方法及傳感體系機制研究提供了新的研究思路及手段。這一系列研究工作是通過馬巍、張雋佶、秦麗霞博士和博士研究生應(yīng)佚倫共同不懈努力才得以完成的。目前，相關(guān)研究人員正進(jìn)一步通過創(chuàng)制新型仿生體系，發(fā)展面向腫瘤等重大疾病標(biāo)志物的高靈敏、特異性檢測策略，以期實現(xiàn)相關(guān)疾病的早期預(yù)警、篩選與診斷。

左圖：量子點熒光探針檢測Complex I的原理圖；
右圖：功能化光控α-溶血素生物納米通道
相關(guān)鏈接：http://www.nature.com/srep/2013/130416/srep01662/full/srep01662.html
http://www.nature.com/srep/2013/130325/srep01537/full/srep01537.html