近日，分析化学教研室李新副教授团队在距离调控光电化学（PEC）信号转导领域取得系列研究进展，相关成果相继发表在Analytical Chemistry和Sensors and Actuators B: Chemical上。
6月，Analytical Chemistry（《分析化学》）在线发表该团队题为“Single Stranded DNA Triple Allosteric-Assisted Logic Gates EnabledPhotoelectrochemical Multiplex Detection of Waterborne Viruses”（《单链DNA三重异构辅助的DNA逻辑门赋能PEC多元检测水环境病毒》）的研究论文。我们2023级硕士研究生陈桂香为论文第一作者，李新副教授为通讯作者，williamhill官网为论文唯一通讯单位。Analytical Chemistry是American Chemical Society（美国化学会）出版社旗下收录分析化学领域相关研究成果的顶级期刊，中科院SCI化学大类一区期刊、自然指数期刊，最新影响因子为6.7。
针对传统单识别界面PEC传感器在多目标检测中的局限性，该研究创新性地利用单链DNA的三重异构特性，构建了PEC信号“ON/OFF”可切换的PEC传感平台，并结合DNA逻辑运算赋能所构建的PEC传感系统应用于复杂水环境病毒核酸序列的准确定量与多元定性分析。所构建的OR型逻辑门功能化的PEC传感平台，在双金属离子酶介导的级联信号放大作用下，对水环境中低载量暴露的诺如病毒和轮状病毒的核酸序列表现出了良好的定量检测性能。而AND型逻辑门功能化的PEC系统则具备对多种目标病毒核酸的定性分析能力。该研究基于DNA信号探针多重异构辅助的DNA逻辑门赋能PEC多元检测，有望为单识别界面PEC传感器多元检测信号的转导开辟新视角。
单链DNA三重异构辅助的DNA逻辑门赋能PEC多元检测水环境病毒示意图
4月，Sensors and Actuators B: Chemical（《传感器和执行器B：化学》）发表了该团队又一研究成果，论文题为“Double Stranded Anchored “DNA Seesaw” Nanodevices for UltrasensitivePhotoelectrochemical Biosensing in Complex Aquatic Environments” （《双链锚定的DNA跷跷板赋能PEC传感器在复杂水环境中的灵敏检测》）。我们2022级硕士研究生李艺爽为论文第一作者，李新副教授为论文通讯作者，williamhill官网为论文唯一通讯单位。Sensors and Actuators B: Chemical是Elsevier出版社旗下的化学领域期刊，SCI中科院大类一区TOP期刊，最新影响因子为8.0。
针对复杂环境基质及单链DNA固有的热力学不稳定性导致传统PEC适配体传感器易受干扰的问题，该研究创新性地设计了一种双链锚定的“DNA跷跷板”纳米器件功能化的PEC传感器，用于复杂水环境中抗生素残留的灵敏稳定检测。通过对比设计两种“DNA跷跷板”（双链锚定与非双链锚定），验证了双链锚定作用对提升PEC信号传导稳定性与效率的关键作用。对比实验表明，双链锚定“DNA跷跷板”功能化的PEC传感器对氯霉素残留具有更优的定量检测性能，表现为检测线性范围更宽，检测限更低。密度泛函理论计算系统阐明了“DNA跷跷板”调控PEC信号的机制。商用ELISA试剂盒及加标回收实验，证实了所制备的PEC传感器在复杂的水环境样品中具有良好的检测精度与实用价值。
双链锚定DNA跷跷板稳定调控PEC信号转导准确灵敏检测氯霉素残留示意图
论文信息：
1. Single-Stranded DNA Triple Allosteric-Assisted Logic Gates Enabled Photoelectrochemical Multiplex Detection of Waterborne Viruses
Guixiang Chen, Xingyu Liu, Yishuang Li, Xin Li*, Guosong Lai
Analytical Chemistry,doi.org/10.1021/acs.analchem.5c02057
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.5c02057
2. Double Stranded Anchored “DNA Seesaw” Nanodevices for UltrasensitivePhotoelectrochemical Biosensing in Complex Aquatic Environments
Yishuang Li, Xinyi Liu, Guixiang Chen, Xingyu Liu, Xin Li*, Guosong Lai
Sensors and Actuators B: Chemical, 2025, 438, 137817.
论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925400525005921
