目的:本研究旨在开发一种高灵敏且简便的检测方法，实现对病毒核酸的快速检测。方法:建立了一种基于石墨烯场效应晶体管的新型核酸检测方法。通过在石墨烯传感界面锚定化学小分子，然后修饰上DNA四面体探针，实现了对病毒核酸的检测。通过测试传感器件的转移特性曲线，可将探针与目标物杂交结合的生物信号转化为器件的电学信号，并通过晶体管器件的信号放大作用，实现了对目标分子的高灵敏检测。结果:靶向新型冠状病毒(2019 novel coronavirus, 2019-nCoV)RNA的 ORF1 ab序列的DNA四面体探针与目标RNA通过碱基互补配对原则进行杂交结合。测试了唾液中不同浓度条件的2019-nCoV的核酸模拟样本，观察到随着目标核酸的浓度增加，晶体管传感器件的狄拉克点产生规律性的向左偏移。在100 μl的待测液，传感器件的最低检测浓度可达0.05拷贝/μl，且响应时间低至5 min。 结论:本研究开发了一种基于石墨烯场效应晶体管检测方法，极大地提高了对病毒核酸的检测灵敏度并缩短了检测时间。

四面体框架核酸(tFNAs)作为DNA多面体中最简单的一种,其在口腔医学领域的应用潜力正逐步显现.tFNAs因其优异的细胞内化能力、组织渗透性、强大的可编辑性和可预测性不断引人关注.该文总结tFNAs在制备及生物行为调控方面的优势,并重点探讨其在口腔医学领域中的最新研究进展和潜在应用价值,为未来核酸类药物实现更广阔的临床应用提供理论依据.

DNA纳米笼是由多条DNA寡核苷酸链通过碱基互补配对原则自组装而成的具有一定空间结构的纳米级多面体.研究表明,DNA纳米笼,尤其是DNA正四面体纳米笼,作为一种极具潜力的纳米载体,具有结构稳定、生物相容性好、易于穿透细胞膜、易于载药及表面修饰等优点.本文综述了DNA纳米笼的结构特性、合成方法、靶向修饰及其在纳米药物载体、生物成像、体外诊断和材料科学等方面的发展及应用.

DNA折纸技术是近年来新提出的一种DNA自组装方法,可设计特定的DNA序列,遵循碱基互补配对原则来构建出更为复杂的纳米结构与纳米图案.近期发现通过DNA折纸技术构建出的DNA四面体纳米结构(TDN)在干细胞领域有着巨大应用潜能.本文就TDN结构、生物学特性以及在干细胞领域的应用进行综述.

目的:通过将Melan-A抗原肽与CpG连接在DNA四面体上,并控制肽链与CpG之间的距离和CpG的个数,研究CpG对具有免疫原性的Melan-A抗原肽的协同作用.方法:将特定设计合成好的四面体-肽、四面体-肽-CpG(Ⅰ)、四面体-肽-CpG(Ⅱ)注射到小鼠体内,运用ELISA法检测小鼠血清中IL-6的浓度.结果:相应产生的IL-6的浓度为9.238 pg/mL、17.150 pg/mL、18.865 pg/mL.结论:CpG增强了Melan-A抗原肽的免疫作用,并且CpG个数越多增强效果越好.

目的:建立反相高效液相色谱法测定DNA四面体纳米运输系统中阿霉素的含量.方法:采用Agilent Extend C18色谱柱,以含0.05％三氟乙酸的水溶液-含0.05％三氟乙酸的乙腈溶液(72∶28)为流动相,流速1.0 mL·min-1,检测波长260 nm,柱温30℃.结果:阿霉素浓度在5·150 μmol·L-1范围内与峰面积呈现良好的线性关系(r=0.999 5);加样回收率为97.6％～104.2％(RSD＜1.5％,n=6).优化得到DNase I脱氧核糖核酸酶酶解DNA四面体释放阿霉素的最佳酶解浓度和最佳酶解时间分别为0.3 mg·mL-1和30min.3批样品中DNA四面体结合阿霉素含量分别为131.6、131.4、132.1 μmol·L-1.结论:该方法为定量分析DNA载体系统中阿霉素的含量提供了有效方法.

目的 探究鱼精蛋白硫酸盐对四面体框架核酸入胞能力及胞内稳定性的影响.方法 取3日龄C57BL小鼠肢端软骨进行软骨细胞培养,并收集第1～2代细胞用于实验.利用4条DNA单链S1(标记Cy5荧光)、S2、S3、S4,经过退火程序合成四面体框架核酸并超滤提纯.用高通量毛细电泳验证四面体框架核酸合成并拍摄透射电镜图进行表征.向新合成四面体框架核酸中缓慢滴入1 mg/mL鱼精蛋白硫酸盐溶液(以原子数N/P=5/1混合),检测Zeta电位.将细胞分为3组:细胞中加入100 nmol/L经过鱼精蛋白硫酸盐孵育的四面体框架核酸作为实验组1;细胞中加入100 nmol/L未经孵育处理的四面体框架核酸为实验组2;对照组细胞不进行加药处理.在加药后6 h及12 h,用流式细胞术定量检测胞内Cy5荧光,并取部分12 h组细胞,进行免疫荧光染色,于激光共聚焦显微镜下定性观察分析胞内Cy5荧光.加药5.5 h及11.5 h后,加入溶酶体探针对活细胞溶酶体进行染色,30 min后(6 h及12 h)观察Cy5荧光与溶酶体位置关系.结果 经过鱼精蛋白硫酸盐孵育处理后,溶液Zeta电位由负转正,即由(-1.567±0.163)mV转为(4.700±0.484)mV;在6 h及12 h两个时间点,流式细胞仪检测到实验组1胞内四面体框架核酸荧光强度均高于实验组2,差异有统计学意义(P<0.05).12 h的免疫荧光染色观察结果与流式细胞术检测结果一致.溶酶体染色结果显示,加药6 h及12 h后,实验组1的Cy5荧光与溶酶体位置重叠现象较实验组2更少;且12 h后,实验组1依然可见大量Cy5荧光,而实验组2的Cy5荧光较少较弱.结论 鱼精蛋白硫酸盐孵育处理可有效提升四面体框架核酸入胞能力,并在一定程度上实现四面体框架核酸胞内溶酶体的逃逸.

近年来,四面体框架核酸材料由于良好的机械、化学、生物性能,成为了DNA纳米材料中的热点话题.通过利用四面体框架核酸材料的诸多优势,不同尺寸、不同修饰方式的DNA四面体被设计出来,在再生医学、生物传感器以及肿瘤治疗等多个领域得以应用,从而促进人类健康.该综述对目前四面体框架核酸材料在人类健康相关领域的研究进展进行了总结,并提出了四面体框架核酸材料在未来临床应用的过程中将会面临的挑战.

骨缺损是临床治疗难题,基于骨组织工程研制的生物活性材料为修复骨缺损提供了新方向.随着基因研究的发展,DNA纳米技术逐渐应用于骨组织工程研究中.四面体DNA纳米结构是通过折叠形成特殊的三维DNA结构,具有独特的优势,它在药物运输、生物分子检测、组织血管形成、干细胞功能调节、骨与软骨细胞修复等方面有积极的作用.该文就四面体DNA纳米材料及其在骨组织工程中的应用进行综述.

目的 本实验设计开发了新型的亲和小体(affibody)-DNA四面体纳米结构用以支载小分子核苷类药物,以此提高其治疗效果,降低全身毒性.笔者选用5-氟尿嘧啶脱氧核苷(FUdR)作为典型的核苷药物,并通过化学修饰获得其亚磷酰胺形式的化合物.方法 通过DNA固相合成技术分别将10个FUdR分子连接到4条DNA单链的5'末端,该结构通过linker与靶向配体affibody偶联.4条DNA单链再根据碱基互补配对的原则自组装形成具有靶向作用的affibody-FUdR-DNA四面体纳米药物.结果 该纳米药物尺寸为20 nm,载药FUdR的摩尔比例为19.6％,其在血浆中稳定性良好.体外细胞实验显示该纳米药物对HER2高表达乳腺癌细胞BT474表现出高选择性和高细胞抑制活性(81.2％),而对HER2低表达细胞MCF-7具有较低毒性.结论 Affibody-DNA四面体纳米结构作为1种简单而有效的主动靶向纳米递送载体,为核苷类抗肿瘤药物的运输提供了新的途径.