中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院程楠副教授在食品安全納米探針構(gòu)建方面取得新進展

　　中國農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院程楠副教授在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）期刊在線發(fā)表了題為“Rapid Thermal Drying Synthesis of Nonthiolated Spherical Nucleic Acids with Stability Rivaling Thiolated DNA”的研究論文，提出了一種簡化的熱干燥法快速構(gòu)建非硫醇化納米探針的新策略。

 

　　在納米科學(xué)與生物化學(xué)研究的前沿，DNA功能化納米探針/球形核酸（Spherical Nucleic Acids, SNAs）因其在食品安全檢測等領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢，已成為科研領(lǐng)域的關(guān)注重點。傳統(tǒng)SNAs制備往往依賴于硫醇化DNA與金納米顆粒（AuNPs）之間的共價鍵合，但DNA的硫醇化修飾較為復(fù)雜，制備成本高。已有研究表明，價格更低的非硫醇化DNA可通過其核酸堿基與金形成強配位鍵而進行相互作用。但是，目前傳統(tǒng)的非硫醇鹽老化法需要經(jīng)歷長時間的鹽老化處理，極大地限制了SNAs的應(yīng)用。而該研究報道的熱干燥法方法無需硫醇化修飾，通過簡單的熱干燥步驟，即可快速、高效地合成具有高穩(wěn)定性的非硫醇化SNAs。

 

　　與金硫（Au-S）鍵相比，非硫醇DNA的腺嘌呤與金的鍵強度較低，為了提高吸附穩(wěn)定性，經(jīng)典的鹽老化策略依賴于較長的聚腺嘌呤（poly-A）嵌段完全吸附來實現(xiàn)多價結(jié)合。雖然這種策略可能會增加吸附穩(wěn)定性，但它會降低DNA的密度，從而可能損害其膠體穩(wěn)定性。該研究報道的熱干燥法制備SNAs的原理是利用高溫條件下競爭性腺嘌呤與金納米顆粒的吸附相互作用，最終實現(xiàn)非硫醇DNA定向附著。與鹽老化法相比，該方法DNA密度更高，這種差異凸顯了DNA吸附方式不同，推斷熱干燥后DNA僅通過末端腺嘌呤堿基吸附。更密集的DNA殼可能會在動力學(xué)上阻止競爭配體進入，因此這種方法可增加非硫醇SNAs的整體鍵合和膠體穩(wěn)定性?？梢?，這種熱干燥法不僅顯著縮短了SNAs構(gòu)建的時間，還大幅降低了制備成本，其高穩(wěn)定性的特點為非硫醇化納米探針在食品安全檢測等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

 

　　中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院博士研究生王鑫為論文第一作者，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)程楠副教授和加拿大滑鐵盧大學(xué)化學(xué)系劉玨文教授為論文共同通訊作者，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一通訊單位。該研究受到國家重點研發(fā)計劃（No.2022ZD0401901）項目和國家留學(xué)基金委（CSC）的支持。