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纳米界面的生物传感与效应

已有 4509 次阅读 2011-12-12 15:06 |个人分类:学习|系统分类:观点评述| 中国科学院, class, face, 厦门大学, 樊春海

    2011129日,应厦门大学化学化工学院邀请,中国科学院上海应用物理研究所樊春海研究员为我们做了题目为《纳米界面的生物传感与效应》的精彩报告,在报告中首先介绍了樊老师的科研经历,随后樊老师开始了他的报告,在报告中,老师介绍,人体的很多疾病首先反映在基因上。如果能迅速定位与该病变相关的基因及其变化,对早期预防相当重要。近几十年来,国际上对这一领域的研究很多,但主流方向是聚合酶链式反应(PCR)检测方法,这种方法检测灵敏度高,但存在仪器设备昂贵、检测过程较复杂、特异性相对较差等缺点。DNA生物传感器则有可能以它的高灵敏嗅觉,迅速将目标出来。发展新型DNA检测方法是后基因组时代的需求,诸如生物安全、人体健康 (肝炎、艾滋病等)等领域都需要快速、便捷的DNARNA检测技术。电化学技术具有快速、灵敏、低能耗、易于微型化和集成化等优点,被认为是在时效、成本等有较高限定要求的场合实现DNA检测的首选技术之一。樊老师发明了新的检测手段,其特色是通过对电极界面纳米尺度的精细调控,同时引入金纳米粒子进行电化学信号放大,从而显著提高了DNA检测的灵敏度。据介绍,该生物传感器目前可在12小时内快速检测到约2万多个DNA分子,检测灵敏度达到10飞摩尔/升(1飞摩尔=10-15摩尔),超出常规荧光DNA检测方法约3个数量级。随后樊老师介绍了一种新的DNA自组装技术---DNA折纸术。樊老师首先介绍了折纸术的方法是通过设计一系列过量的短DNA单链(称为订书钉链, Staple strand),把它们和一条长的DNA单链(称为脚手架链, Scaffoldchain)在一个试管里面混合。通过这种长链与可编程的短链在特定位置的互补,从而使脚手架链和订书钉链共同折叠出所需要的二维结构。通过折纸术可以制造出好多图形与图案。此外他们利用Ke等在2009年设计并构造了一个基于DNA折纸术的DNA四面体笼,在这个四面体笼的三个顶点加上硫,以伸出DNA单链作为探针,制造出了纳米尺度的DNA芯片,可以进行多方面的基础研究,对疾病的控制与检测都有很好的帮助。

    通过这次报告,我感受颇多,作为一名生物化工的研究生,不能仅仅局限于自己的领域例如发酵,菌的改良,产物的分离等,而且要大大加强从其他学科的交叉,找出更好的结合点。樊老师本身生物化学专业出身,但是他以此专业为背景,结合化学,物理,遗传学等创造了一系列的成就,在佩服的同时,我们应该静下心来想一想我们自己的课题如何研究,如何创新,才能做出对社会有意义的东西。



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