完成单位：西安交通大学生命科学与技术学院，中国科学院上海应用物理研究所

完成人：赵永席、樊春海、陈锋、赵越、魏晶、白敏、余旭、吴娜、王丽华

该项目针对单细胞分析中靶标含量极低（人类细胞仅含有约6.5 pg DNA和10 pg RNA）、基质干扰大等关键科学问题，通过模拟天然核酸多样结构，编程设计系列热力学可调探针，仿生组装多元结构，提高生物分子识别特异性；建构扩增数学理论模型，提出联级定向高次扩增策略，显著提升检测灵敏度；发展系列核酸信号放大新原理、新方法，实现单细胞、单分子精准分析。主要创新点包括：构建核酸定向信号放大方法，协同提升分析特异性与灵敏度，实现单细胞水平蛋白、RNA等多种生物分子检测；发展性能可调的联级定向高次信号放大策略，程序化调控灵敏度与动态范围，匹配浓度跨量级生物分子的检测需求，实现临床样本中单分子水平甲基化DNA、突变DNA、病毒基因组的精准检测；建构活细胞核酸信号放大分析方法，促进胞内核酶序列组装与构象折叠，提高分子结合效率与酶切催化活性，调控不同靶标的识别响应与检测灵敏度，满足胞内多靶标检测需求。基于项目第一完成人在核酸信号放大领域所取得的创新成果，应邀为Chemical Reviews杂志撰写了题为“Isothermal Amplification of Nucleic Acids”的综述文章，入选ESI“高被引论文”及“热点论文”；美国加州理工学院、美国科学院、艺术与科学院与医学院院士Jacqueline Barton教授等评论了申报人的工作，指出所构建信号放大方法具有识别特异性。该项目所发展的系列方法已被用于100余例临床血浆、血清样本中肿瘤标志分子的检测，可检出1000倍干扰中的甲基化基因或乙肝病毒DNA，检测结果与临床诊断结果一致。项目第一完成人与西安交通大学附属医院、上海奥普生物医药有限公司等建立长期合作关系，为诊断试剂、方法与仪器的研发提供技术支持与指导。