《基於金屬微納結構螢光增強效應DNA測序新方法研究》是依託北京師範大學，由歐陽津擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於金屬微納結構螢光增強效應DNA測序新方法研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：歐陽津
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
單細胞測序在生命科學研究中具有重要意義，但是現階段的DNA螢光測序技術存在螢光標記物量子產率較低，螢光穩定性不佳，散射光背景干擾較大等不足，導致DNA測序操作繁雜，成本很高，阻礙了單細胞測序技術的發展。因此，建立高靈敏度和低成本的DNA測序新方法，在基礎研究和實際套用中都有十分迫切的需求。本項目擬將金屬微納結構引入DNA測序中，利用電漿激元共振效應實現信號分子的螢光強度大幅增強，為DNA測序提供靈敏度高、程式簡單的實施方案。研究內容概括為：1、設計、合成出穩定、有序、可控的由螢光物質（螢光標記dNTP，螢光納米探針和螢光小分子探針）和金屬納米材料耦合形成的具有電漿激元共振螢光增強效應的金屬微納結構；2、研究其在等離子共振場中螢光物質的光學性質和與其相關的分子識別與組裝機制；3、探索將所建立的方法用於DNA分析的可能性和條件。本項目的研究成果將為DNA測序提供一種新思路。
結題摘要
螢光探針對DNA的分析與測序十分重要。合成新的螢光探針並探索螢光信號增強的方法，是提高DNA檢測靈敏度的有效途徑。本項目按照任務書的計畫在新型納米螢光探針的設計與合成、電漿激元共振效應對螢光增強的影響研究、以及DNA和相關化合物分子的高靈敏度檢測與測序方面進行了深入研究，取得了以下有創新意義的研究成果：（1）合成了一系列具有金屬微納結構的螢光納米探針，具有生物相容性好、靈敏度和選擇性高的特點；（2）深入研究了電漿局域電場的產生和激元共振增強螢光效應。通過調諧二氧化矽的厚度控制不同金核殼納米微結構與染料分子之間的距離，實現了PPi及相關生物分子如microRNA、端粒酶、ATP等的高靈敏度分析，以及DNA單鹼基錯配放大檢測，為DNA檢測技術的發展提供了新思路；（3）提出了一種使用比率型聚集誘導螢光（AIE）分子替代普通螢光分子進行邊合成邊測序的方法，分別將四種AIE分子修飾後的脫氧核苷酸引入到模板鏈中含有連續20個相同鹼基的多循環PCR反應中，在酶切後發生聚集，初步實現了邊合成邊測序。上述成果為DNA的測序及其高靈敏度檢測提供了新的方法和技術。本項目執行期間，發表SCI論文35篇，包括Adv. Funct. Mater.2篇（校對1篇），Anal. Chem. 4篇，Chem. Commun. 2篇，Biosens. Bioelectron. 2篇；已授權發明專利2項；在項目實施期間，培養博士生3名，碩士生4名，圓滿完成了本項目的研究目標和研究任務。
