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生物傳感器為基因分析、傳染病檢測和食品安全等領(lǐng)域提供了一種廉價、便攜檢測生物分子的新工具。中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所物理生物學(xué)研究室樊春海課題組長期致力于電化學(xué)生物傳感器的研究，取得了系列研究進展。近日，應(yīng)化學(xué)綜述雜志Accounts of Chemical Research邀請，裴昊、左小磊等撰寫了相關(guān)綜述論文，并發(fā)表于Acc. Chem. Res.,2014, 47, 550–559。
　　生物分子探針在傳感界面上的組裝過程很大程度上決定了生物傳感檢測的性能。如何調(diào)控生物分子在界面上的密度和取向，減少生物分子與界面的非特異性吸附并避免界面分子間的側(cè)向作用力則已成為該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題之一。針對這一問題，樊春海課題組對DNA分子在宏觀和納米界面上的組裝過程進行了系統(tǒng)研究。由于DNA是一種軟物質(zhì)，常規(guī)使用的一維單鏈探針容易產(chǎn)生鏈間糾纏而聚集。2003年發(fā)展出了具有一定剛性的二維結(jié)構(gòu)DNA探針，在一定程度上解決了這一問題(Fan et al. PNAS 2003, 100, 9134) ，并在DNA和核酸適配體檢測方面展現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。近年來，通過引入DNA納米技術(shù)發(fā)展出剛性的三維結(jié)構(gòu)DNA探針，實現(xiàn)了DNA探針之間距離的精確調(diào)控。這為構(gòu)筑有序的生物分子界面提供了新的途徑，提高了界面生物識別能力，進而顯著提升了生物傳感器的檢測能力。在這一新型生物傳感平臺上深入研究了界面識別和電子傳遞等物理化學(xué)機制，并實現(xiàn)了核酸、抗原和小分子的超高靈敏檢測，相關(guān)結(jié)果相繼在JACS, Angew. Chem.,Adv. Mater., Sci. Rep.等雜志發(fā)表。