完成单位：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

完成人：缪鹏、唐玉国、董文飞、杨大威、陈锡峰、郭振振、孟凡渝

成果简介：

本项目以“DNA纳米探针组装”为核心，以功能化纳米材料为辅助，针对特定生物功能分子在传感界面上的吸附、组装、识别、信号传递、信号放大等过程开展了系统的研究，提出了DNA结构调控及功能化纳米材料辅助的多重信号放大策略，探究了贵金属纳米材料的合成及功能化、生物分子与无机材料界面的相互作用，最终发展出一系列的超灵敏生物分析新方法用于肿瘤标志物的检测，对于重大疾病的早期诊断具有重要的意义，有望为分子水平揭示生命过程及现阶段生物传感面临的诸多问题提供新的思路和方法。

创新点：

(1) 研制了多种新型功能化贵金属纳米材料并优化了修饰技术，作为生物传感的信号放大元件或信号源；

(2) 开展了创新型生物分析原理的设计，引入多种核酸工具酶用于DNA纳米结构的调控，实现检测信号的级联扩增；

(3) 巧妙地整合了无酶信号放大体系及纳米材料介导的信号放大体系，利用目标分子引发的级联DNA结构变化和多重信号放大，实现了目标分子的无酶超灵敏检测。

科学价值：

项目在DNA纳米探针的设计、合成、修饰、界面组装、信号传递、信号放大等方面取得了较大的突破和发展，开发了一系列原创性生物分析原理，构筑的生物传感器具有灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强等优良的分析性能，适用于不同的实际应用场景。项目代表性SCI论文30篇，均发表在领域内知名期刊，项目工作对于国内外同行有一定的启迪，已被相关课题组大量引用，多篇论文入选ESI高被引论文。

社会经济效益：

本项目不仅在理论层面上研究了不同纳米材料、电极的界面修饰性质、DNA结构调控规律，还发展了若干种超灵敏的生物分析新方法，用于对多种疾病标志物的精确定量。一方面为相关基础学科的科研工作提供了新的思路和有力的工具，另一方面还满足了疾病诊断对分析工具日益增长的需求，如降低成本、提高分析性能、探索新型标志物等，在人口健康等领域具有可观的社会效益和经济效益。

应用前景：

项目所开发的各类生物分析新方法属于应用基础研究，是针对目前生物功能分子分析中存在的问题与肿瘤早期诊断方法的不足所开展的。随着人们生活水平的不断提高，饮食习惯的改变以及环境污染的加剧，我国癌症的发病率日渐增高，肿瘤早期诊断十分依赖先进分析方法的应用。目前，项目的部分工作已经在两家公司应用，对于肿瘤早期诊断的DNA、RNA指标检测良好，综合性能优于现有方法，正在进行中试放大。因此，项目所开发的生物分析新方法有望为相关重大疾病如癌症的诊断提供有力的工具。