2018年CAIA獎一等獎獲獎項目成果簡介：DNA納米探針組裝用于生物分析新方法研究及腫瘤診斷應用
完成單位：中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
完成人：繆鵬、唐玉國、董文飛、楊大威、陳錫峰、郭振振、孟凡渝
成果簡介：
本項目以“DNA納米探針組裝”為核心，以功能化納米材料為輔助，針對特定生物功能分子在傳感界面上的吸附、組裝、識別、信號傳遞、信號放大等過程開展了系統的研究，提出了DNA結構調控及功能化納米材料輔助的多重信號放大策略，探究了貴金屬納米材料的合成及功能化、生物分子與無機材料界面的相互作用，最終發展出一系列的超靈敏生物分析新方法用于腫瘤標志物的檢測，對于重大疾病的早期診斷具有重要的意義，有望為分子水平揭示生命過程及現階段生物傳感面臨的諸多問題提供新的思路和方法。
創新點：
(1) 研制了多種新型功能化貴金屬納米材料并優化了修飾技術，作為生物傳感的信號放大元件或信號源；
(2) 開展了創新型生物分析原理的設計，引入多種核酸工具酶用于DNA納米結構的調控，實現檢測信號的級聯擴增；
(3) 巧妙地整合了無酶信號放大體系及納米材料介導的信號放大體系，利用目標分子引發的級聯DNA結構變化和多重信號放大，實現了目標分子的無酶超靈敏檢測。
科學價值：
項目在DNA納米探針的設計、合成、修飾、界面組裝、信號傳遞、信號放大等方面取得了較大的突破和發展，開發了一系列原創性生物分析原理，構筑的生物傳感器具有靈敏度高、選擇性好、抗干擾能力強等優良的分析性能，適用于不同的實際應用場景。項目代表性SCI論文30篇，均發表在領域內知名期刊，項目工作對于國內外同行有一定的啟迪，已被相關課題組大量引用，多篇論文入選ESI高被引論文。
社會經濟效益：
本項目不僅在理論層面上研究了不同納米材料、電極的界面修飾性質、DNA結構調控規律，還發展了若干種超靈敏的生物分析新方法，用于對多種疾病標志物的精確定量。一方面為相關基礎學科的科研工作提供了新的思路和有力的工具，另一方面還滿足了疾病診斷對分析工具日益增長的需求，如降低成本、提高分析性能、探索新型標志物等，在人口健康等領域具有可觀的社會效益和經濟效益。
應用前景：
項目所開發的各類生物分析新方法屬于應用基礎研究，是針對目前生物功能分子分析中存在的問題與腫瘤早期診斷方法的不足所開展的。隨著人們生活水平的不斷提高，飲食習慣的改變以及環境污染的加劇，我國癌癥的發病率日漸增高，腫瘤早期診斷十分依賴先進分析方法的應用。目前，項目的部分工作已經在兩家公司應用，對于腫瘤早期診斷的DNA、RNA指標檢測良好，綜合性能優于現有方法，正在進行中試放大。因此，項目所開發的生物分析新方法有望為相關重大疾病如癌癥的診斷提供有力的工具。
