近日，我院分子光学与智能传感研究团队邢小静教授与加拿大滑铁卢大学Juewen Liu教授合作在国际传感器领域权威期刊《ACS Sensors》（中科院一区Top期刊，影响因子10.9）上发表题为“Combining G-quadruplex and Non-quadruplex Aptamers with Distinct Thermodynamic Driving Forces for Highly Selective Pb2+ Detection”的研究论文。邢小静教授为论文第一作者，Juewen Liu教授为论文通讯作者，南阳师范学院为第一单位。
铅离子（Pb2+）是具有重要意义的环境分析物，同时也是核酸化学中重要的辅助因子。因此，深入理解DNA序列对Pb2+的识别机制，不仅有助于发展新型检测方法，也可为金属离子调控核酸结构与功能提供理论依据。该研究采用Capture-SELEX技术成功获得两类具有不同结构特征的Pb2+适配体。等温滴定量热法（ITC）结果表明，非富G适配体Pb-13与Pb2+的结合同时受到焓变和熵变的有利贡献。相比之下，富G序列适配体Pb-2-T与Pb2+的结合主要表现为焓驱动特征；而经典G-四链体序列T30695则呈现出以熵驱动为主的结合模式。基于Pb-13适配体，该研究进一步构建了一种链置换介导的荧光传感体系，实现了对Pb2+的灵敏检测，检出限低至7.5 nM。此外，研究发现两类适配体在硫黄素T（ThT）荧光响应中表现出相反的信号变化模式：Pb-13呈现“signal-off”响应，而Pb-2-T则产生“signal-on”响应。利用这两种互补的荧光行为，研究团队实现了对Pb2+的选择性、免标记识别。该研究为金属离子适配体筛选、识别机制解析及多维核酸传感体系构建提供了新思路。
该研究得到国家留学基金委员会基金的资助。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.6c01404
