近期，我校医学院李诚予团队在荧光生物传感器研究领域取得新进展，相关研究成果发表于《Analytical Chemistry》(3篇，自然指数期刊)、《Chemical Engineering Journal》、《Sensors and Actuators B: Chemical》等TOP期刊上。

(1)为进一步提升CRISPR/Cas12a荧光生物传感器在复杂样本中的工作能力，李诚予团队将基于长余辉发光共振能量转移的检测模式引入其中，并结合功能化DNA的调控方式以及光子晶体生物芯片的信号放大策略(图1)，分别实现了人血浆中癌胚抗原和Na+的高灵敏分析。研究成果“Biomimetic Chip Enhanced Time-Gated Luminescent CRISPR-Cas12aBiosensors under Functional DNA Regulation”发表于分析化学学科TOP期刊《Analytical Chemistry》上。李诚予为该论文的第一作者兼通讯作者，西湖大学博士后郑贝，我校医学院卢莉莉教授为共同第一作者。

(2)为进一步提升CRISPR/Cas12a荧光生物传感器的检测灵敏度，李诚予团队通过结合DNA walker信号放大器，构建了一种“一对多”型CRISPR/Cas12a荧光生物传感器，并采用链置换和适配体竞争原理，分别实现了人血浆中microRNA-122和癌胚抗原的超灵敏分析。研究成果“An exceptional and universal DNA walker amplified “one-to-many” CRISPR/Cas12a-mediated fluorescent biosensor for ultrasensitive detection of non-DNA biomarkers”发表于传感器领域TOP期刊《Sensors and Actuators B：Chemical》上。李诚予为该论文的第一作者兼通讯作者。

(3)为进一步拓展CRISPR/Cas12a荧光生物传感器的实际应用，李诚予团队将其应用于病毒性心肌炎动物模型的检测。研究成果“Monitoring of viral myocarditis injury using an energy-confined upconversion nanoparticle and nature-inspired biochip combined CRISPR/Cas12a-powered biosensor”发表于分析化学学科专业期刊《Analytica Chimica Acta》上。我校医学院卢莉莉教授为该论文的第一作者，李诚予为通讯作者。

(4)针对熵驱动DNA放大器的启动不可控以及易于被生物体内核酸酶降解等缺点，李诚予团队将光控传感技术引入其中，并将熵驱动的探针核酸嫁接于DNA四面体上，通过选择金属共价有机框架材料作为传递载体，有效实现了活细胞内microRNA的成像分析(图2)。研究成果“A Photoresponsive and Metal-Organic Framework Encapsulated DNA Tetrahedral Entropy-Driven Amplifier for High-Performance Imaging Intracellular MicroRNA” 发表于分析化学学科TOP期刊《Analytical Chemistry》上。我校医学院硕士研究生高佳灵和刘宇恒为该论文的共同第一作者，李诚予为通讯作者。进一步的，李诚予团队选择MnO2纳米薄膜作为传递载体，构建了一种谷胱甘肽响应型的光控熵驱动DNA放大器，并将其引用于活体内microRNA的成像分析。研究成果“A dual DNA tetrahedrons and MnO2 nanosheets sustained entropy-driven DNA amplifier enables high-performance operation in live cells and bodies under a light-gated manner”发表于工程技术领域TOP期刊《Chemical Engineering Journal》上。我校医学院硕士研究生刘宇恒、刘俊贤和高佳灵为该论文的共同第一作者，李诚予为通讯作者。

(4)针对DNA motor的启动不可控以及需要额外补充驱动力等缺点，李诚予团队将基于上转换发光的光控传感技术引入其中，并选择MnO2纳米薄膜作为驱动力提供源，有效实现了活细胞和活体内messenger RNA的成像分析(图3)。研究成果“Upconversion Luminescence-Initiated and GSH-Responsive SelfDriven DNA Motor for Automatic Operation in Living Cells and InVivo”发表于分析化学学科TOP期刊《Analytical Chemistry》上。李诚予为该论文的第一作者兼通讯作者。

以上研究工作得到国家自然科学基金、湖北省人才计划以及武汉科技大学国家“优青“培育计划的资助。(医学院)

论文链接：

《Analytical Chemistry》(1)

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.1c01403

《Analytical Chemistry》(2)

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.1c04105

《Analytical Chemistry》(3)

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.2c00830

《Chemical Engineering Journal》

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722010920

《Sensors and Actuators B：Chemical》

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400522003859

《Analytica Chimica Acta》