核酸诱导的小分子探针的集聚及自组装

于 聪，王 斌，焦虎平，杨香瑜，汤 丹，廖冬丽

(中国科学院长春应用化学研究所，电分析化学国家重点实验室，吉林长春130022)

核酸作为生命的最基本物质之一，是遗传信息储存、复制和传递的主要载体，在生长、遗传、变异等一系列生命现象中起着决定性的作用。因此，核酸的检测及其性质、结构等的研究具有重要意义。现已发现多种疾病与核酸存在密切的关系，简单、快速、灵敏的核酸分析新方法将对相关疾病机理的研究，和相应的诊断、预防水平的提高起到积极的促进作用。

该课题组拟探索核酸检测的新方法。将利用核酸分子诱导的探针分子的集聚、自组装，和由此引发的探针分子的各种特性的改变，及相对应的响应信号的改变，来检测核酸的存在；研究核酸分子间的相互作用；利用核酸适配体分子与被检测物之间的特异性相互作用检测蛋白质、小分子或金属离子等；并研究一些重要的生理过程，例如核酸酶活性的检测。

检测方法主要原理如下：核酸含有许多带负电的磷酸基团，因此其为多聚阴离子。当带有许多负电荷的单链核酸分子与带正电荷的小分子探针被混合于同一水溶液中时，正负静电间的相互吸引作用会使带正电荷的小分子探针集聚于核酸附近，也就是说小分子探针在核酸附近的浓度会有很大的提高，同时探针分子间的正电荷静电相互排斥作用被核酸的负电荷所中和，这样探针分子之间的相互作用就会大大增强，例如疏水基团间的疏水相互作用和芳环间的π-π堆垛（stacking）的增强等。如果探针分子选择适当，就会产生很强的可检测信号的变化，从而可检测到核酸的存在。

（略）