近年来,石墨烯(GN)由于具有非凡的物理和化学性质而受到广泛关注,这为分析化学的发展带来了新的活力。电化学器件与GN的耦合提供了一个很好的平台,来实现对许多生物材料的诊断和检测。我们小组首次报道,利用石墨烯电极电化学自发检测存在于ssDNA和dsDNA的所有4个DNA碱基,该检测是在生理pH条件下,并且不需要预水解步骤。我们研究证明了利用独特的GO/适配体相互作用和特异性核酸适体目标识别,GO/适配子系统可以程序化地完成较复杂的OR and INHIBIT逻辑门。在不同输入相同波长的不同荧光强度下,进行多靶点调节荧光强度和OR and INHIBIT逻辑门,从而组合成组合逻辑门。组合逻辑门可利用荧光成像进行高通量诊断。在组合逻辑门的输出的基础上,我们可以找出ATP和凝血酶是否存在。这个概念的证明可以为多重分析和纳米生物医学器件对多个输入的化学物质响应提供一种新方法。

适配子是对靶分子有高特异性和亲合力的单链寡核苷酸。 由于其结构特性, 常用于生物检测。 目前的适配子光传感器多采用染料或量子点为标记物, 存在背景高, 不稳定等缺点。 新型的荧光材料上转换纳米晶(UCNPs)因其特殊的发光性质颇受关注。 与传统的下转换材料相比, 它是近红外光激发, 避免产生背景荧光和杂散光。 利用聚乙酰亚胺为表面配体, 水热法合成了NaYF4∶Yb3+, Er3+, 并设计了UCNPs标记的适配子“光开关”。 无目标蛋白时, 适配子和标记TAMRA序列形成双链结构, UCNPs和TAMRA距离靠近, 荧光共振能量传递发生。 有目标蛋白时, 适配子倾向于和蛋白结合, 能量传递被破坏。 UCNPs荧光增强而TAMRA荧光减弱。 这种目标分子的依赖性变化就像一个“光开关”, 可用于生物分子的识别。

肿瘤是目前威胁人类健康最凶险的疾病之一.寻找选择性好、副作用小的防治恶性肿瘤的新方法仍然是当今医学研究的热点.光动力学疗法是近年来兴起的极具应用前景的肿瘤治疗新方法.开发新型靶向光敏剂和开展靶向光动力治疗是进一步发展光动力治疗肿瘤的重要方向.本文简述了目前光动力治疗及常用光敏剂的研究现状,并提出通过指数式富集法配体进化技术即SELEX技术构建靶向光敏药物的新设想.