我校化学与分子工程学院在重大疾病分子水平检测研究方面取得系列进展，相继在英国Nature杂志社旗下刊物Scientific Reports上连续发表两篇重要研究成果，分别刊登了用于帕金森症早期预警与诊断的辅酶Q功能化量子点荧光探针(Scientific Reports 2013, 3, doi:10.1038/srep01537)及可在单分子水平上实时调控主-客体分子行为的新型功能化生物纳米通道(Scientific Reports 2013, 3, doi:10.1038/srep01662)的研究成果。

    龙亿涛教授课题组长期专注于构建仿生微界面体系，此次成果是采用前期构建的有辅酶Q电子传递体嵌入的仿生膜体系，在模拟生物膜内电子传递过程的研究基础上(Nature Protocols 2013, 8, 439-450.)，将仿生膜界面拓展到量子点仿生界面。利用辅酶Q功能化量子点构建的纳米仿生界面实现了复合体I(NADH:辅酶Q氧化还原酶复合体)催化从NADH到辅酶Q的质子偶联电子传递过程，人工模拟了线粒体呼吸链初始阶段。该荧光探针利用辅酶Q氧化态/还原态与量子点之间的电子传递机制不同导致荧光开关效应，实现了对复合体I的高灵敏检测，并成功应用于人神经瘤SH-SY5Y细胞内复合体I缺失水平的监测，从而获得了与神经退行性疾病相关的重要信息，并有望在帕金森症的早期预警与诊断等方面获得实际应用。

    同时，为了实现在单分子水平上研究分子特异性识别机制，田禾院士课题组和龙亿涛教授课题组共同合作，在前期纳米通道仿生“弱力”识别传感研究的基础上，运用生物纳米通道的门控效应构建了杯[4]芳烃功能化α-溶血素生物纳米通道，首次在无需生物改性或化学修饰的条件下获得了功能化光控生物纳米通道。以此实现单分子水平上监测不同客体分子对主体分子的特异性竞争识别行为，更进一步在功能化α-溶血素纳米通道内部实现对单个光控分子主客体行为的实时识别及调控。该项研究成果为单分子水平研究基于酶-底物模型的超分子体系提供了新的分析平台。

    此系列研究得到了国家973计划“分子探针识别肿瘤特异性血清标志物的基础研究”的资助，为发展针对重大疾病的高效特异性检测方法及传感体系机制研究提供了新的研究思路及手段。这一系列研究工作是通过马巍、张隽佶、秦丽霞博士和博士研究生应佚伦共同不懈努力才得以完成的。目前，相关研究人员正进一步通过创制新型仿生体系，发展面向肿瘤等重大疾病标志物的高灵敏、特异性检测策略，以期实现相关疾病的早期预警、筛选与诊断。

左图：量子点荧光探针检测Complex I的原理图；
右图：功能化光控α-溶血素生物纳米通道
相关链接：http://www.nature.com/srep/2013/130416/srep01662/full/srep01662.html
http://www.nature.com/srep/2013/130325/srep01537/full/srep01537.html