具有特异性识别能力的新型半导体聚合物纳米生物探针

具有优异光学性能和生物识别能力的荧光探针是构建光学传感与荧光成像分析方法的物质基础。半导体共轭聚合物作为一种新型生物传感材料,具有光捕获能力强、敏感性高、生物相容性好、分子结构可控等显著优点,在环境监测、生物医学研究等领域显示出强大的应用潜力和发展前景。然而,目前所报道的半导体共轭聚合物荧光探针,主要依靠静电相互作用力构建传感体系,降低了聚合物探针的选择性,使其在复杂生物体系和血清样本研究中的应用受到很大限制。

针对这一问题,南京邮电大学汪联辉教授课题组设计制备了一种新型半导体聚合物纳米生物探针,该纳米生物探针具有免标记、高灵敏度、高特异性的优势,可以在含血清缓冲液中检测低至nM级的基因并能很好的区分单碱基变异,相关成果发表在Advanced Science上。

半导体共轭聚合物纳米粒子具有荧光强度高、毒性低、表面易修饰等特点,将核酸分子(DNA)作为探针固定在纳米粒子表面,构建半导体聚合物纳米生物探针,可以为生物传感器的发展提供新的思路和传感模式。该团队首先用纳米沉淀法制备了半导体聚合物纳米粒子,由于聚合物纳米粒子光谱显著红移,使其与受体荧光分子的光谱匹配程度增大,同时利用纳米粒子内部的高效激子传输机制,该半导体聚合物纳米生物探针呈现出很好的灵敏度和特异性,可以在含血清缓冲液中检测到特异性的靶基因,同时可以分辨单碱基变异。尤其重要的是,核酸生物功能化显著提高了半导体纳米生物探针在复杂体系中的胶体稳定性和光学性能,使其有望用于临床血清样本分析。

 该工作中构建的半导体聚合物纳米生物探针,制备方法便捷、高效,并具备普适性的优点,在临床疾病诊断、分子生物学研究和环境监测等领域有广阔的应用前景。Untitled