ACS刊发张志庆团队在DNA组装及应用领域的系列成果

发布人：刘威发布时间：2020-09-15 浏览次数:421

近期，我院胶体与界面化学张志庆副教授团队在DNA的可控组装及催化和靶向诊疗领域取得进展，相关成果发表在美国化学会（ACS）的[Langmuir 2020, 36, DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c01821; ACS Biomaterials Science & Engineering, 2020, 6(5): 3114; Journal of Physical Chemistry C, 2020, 124: 4595]等期刊上，张志庆为论文第一/通讯作者，理学院为唯一通讯单位。

自从沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构以来，DNA已经是公认的强大的纳米尺度构建材料。随着DNA纳米技术的不断发展与成熟，DNA折纸已发展成为广泛使用的构建纳米尺度的空间分子阵列的平台。鉴于大面积、高有序自组装发光是目前科学领域中需要迫切解决的重要问题，张志庆和张国栋等发表在Langmuir（Top期刊，T2，IF3.683）上的工作“Large-scale DNA nanoarrays with controllable fluorescence switch constructed by RCA simplified origami”，以DNA滚环合成结合DNA折纸技术构建大尺寸纳米组装体，极大地简化了DNA的折纸组装设计，大幅降低了核酸的组装成本。并以凝血酶触发组装体上的适配体荧光发光的策略，制备出了毫米级的纳米发光阵列。通过改变凝血酶的浓度、适配体荧光的间距和个数，可实现发光强度的有效调控。该大尺度荧光纳米阵列的构建有望在生物传感、超分辨成像、新型发光器件等领域产生显著的应用价值。

发展DNA检测的重要目标之一是提高灵敏度。张志庆和周亭等发表在ACS Biomaterials Science & Engineering（T2，IF4.511）上的工作“Rolling circle amplification-based polyvalent molecular beacon probe-assisted signal amplification strategies for sensitive detection of B16 cells”，基于滚环合成技术制备了长链的DNA聚分子信标，并结合适配体技术开发了一种简单而灵敏的检测癌细胞的信号扩增方法，该DNA组装体与普通分子信标相比，对癌细胞的靶向能力和检测灵敏度得到数量级的提高，这一策略的建立将为肿瘤细胞的早期临床诊断提供一种强有力的工具。

DNA除了自身具有强大的组装功能外，还可用于调控纳米粒子的制备，进而影响金属纳米粒子的应用性质。该课题组周亭和张志庆等人采用不同序列的DNA修饰金纳米棒(AuNRs)的生长，制备出的金纳米棒用于催化4-硝基苯酚的还原反应，结果发现DNA分子对AuNRs的吸附亲和力越强，催化反应进行的越缓和，从而有利于化学反应的可控进行。该工作“Comparison investigation on the adsorption affinity of DNA molecules to the gold surface based on the kinetic and thermodynamic analysis of 4-nitrophenol reduction”发表在ACS的Journal of Physical Chemistry C（Top期刊，T2，IF4.309）学术期刊上。

此外，张志庆副教授团队在前期的DNA组装及应用等研究工作中，相继在Chemical Society Reviews（T0，IF33.383）、Biomaterials （T1，IF8.312）、Journal of Materials Chemistry B （T1，IF4.872）、Macromolecular Rapid Communications（T1，IF4.441）等Top期刊及其他学术刊物上发表了120余篇研究论文，其中SCI论文70篇，他引近2000次，相关研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、学校自主创新等科研项目的资助。