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我校电化学传感器与DNA条形码结合研究成果发表于国际权威期刊

2019年12月27日 13:03  点击:[]

本网讯 近日,我校药学院客座教授陈士林DNA条形码团队与检验学院张国军教授纳米生物传感中心团队合作,在中药鉴定领域取得重要进展,研究成果以《Hierarchical Nanostructuring Array Enhances Mid-Hybridization for Accurate Herbal Identification via ITS2 DNA Barcode》(分枝纳米结构阵列增强ITS2 DNA杂交,准确鉴定中草药)为题发表在美国化学会(ACS)旗下的国际分析化学领域权威期刊《Analytical Chemistry》(Nature index期刊,中科院一区,影响因子6.350)。药学院2017级硕士研究生石瑞雪和胡志刚副教授为论文共同第一编辑,杨帆博士、张国军教授和陈士林研究员为论文的共同通讯编辑。

中药产业的快速发展和国际化,导致中药材需求量急剧增长。如何快速实现对中药材真伪和基原的准确鉴定,成为制约其商业贸易和临床用药安全的瓶颈。陈士林研究员领衔完成了常用中草药及其混伪品的DNA条形码研究,创建了“中草药DNA条形码生物鉴定体系”,为中草药建立了“基因身份证”,从基因层面解决了中药材与混伪品的物种识别问题,研制了中草药DNA条形码高通量测序一体机,研究成果获得2016年国家科技进步二等奖,推动中药鉴定学迈入通用、标准化的基因鉴定时代。微型化电化学生物传感器具有成本低廉、特异性好、灵敏度高、响应速度快等优点,在床旁诊断、食品药品安全和环境监测等领域表现卓越,具有广阔的推广应用前景,我校张国军教授团队在该领域通过深入创新研究发表了大量高水平学术论文。

研究团队首次将电化学传感器与DNA条形码技术结合,合作研制了一种基于高曲率3D纳米结构阵列的电化学草本传感器(nanoE-herb sensor),以低成本印刷碳电极的纳米孔隙为模板,运用多尺度界面工程原理构建了稳定性高、结构可控的高曲率无机金属纳米结构调控的生物传感界面,通过克服长链DNA扩散速率低、目标序列识别域隐蔽的不足,显著增强了界面核酸的杂交效率,特别是实现了中间互补DNA序列的高灵敏、高特异性检测。该文将这种电化学草本传感器成功用于珍贵中药材西红花及其多种伪品的ITS2序列分析,实现了快速、准确鉴别西红花及其混伪品。该高性能草本传感器还可进一步集成药用植物核酸提取模块,引入精准的基因编辑定位识别系统,实现快速、免PCR的基因分析,有望大幅度提升中药材现场真伪鉴定水平,对解决DNA条码技术推向田间、商贸、临床等现场真伪鉴定具有重要意义。

论文链接:

《Hierarchical Nanostructuring Array Enhances Mid-Hybridization for Accurate Herbal Identification via ITS2 DNA Barcode》(分枝纳米结构阵列增强ITS2 DNA杂交,准确鉴定中草药)

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04687

(药学院 检验学院)

网络编辑:鲍远纯




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