通讯作者：黄伟涛
通讯单位：湖南师范大学
基于分子或纳米系统的各种传感平台通过分子多样性和特异性识别得到广泛利用。然而，开发具有可调传感能力的系统，用作通信和安全的信息载体/覆盖物是极具挑战性的。基于此，湖南师范大学黄伟涛博士构建了基于羟基氧化钴(CoOOH)纳米片的DNA纳米传感系统，用于金属离子的可调检测和价态区分、分子密码隐写术和信息编码。CoOOH纳米片吸收不同碱基和长度的荧光标记单链DNA，导致荧光猝灭。碱基与CoOOH纳米片的结合优先级为鸟嘌呤(G)>胞嘧啶(C)>腺嘌呤(A)>胸腺嘧啶(T)，短链优于长链。由于CoOOH、DNA、金属离子之间相互作用的差异以及DNA碱基的可变性，各种DNA-CoOOH纳米系统对金属离子的选择性响应模式（即选择性）和对Fe3+、Hg2+、Cr3+的可调线性范围具有显着不同。通过利用它们的分子多样性、识别、选择模式，DNA-CoOOH传感系统可以作为双重密码和隐写系统来实现信息编码、加密和隐藏，并反向提高金属离子的选择性。该研究为金属离子的可调检测和价态区分提供了思路和平台，并为设计智能可编程传感和分子信息通信与安全系统提供了一套“分子编程语言”。相关工作以“DNA nanosensing systems for tunable detection of metal ions and molecular crypto-steganography”为题发表在Biosensors and Bioelectronics上。
图1. 基于CoOOH纳米片和FAM标记DNA的DNA荧光纳米传感系统的构建示意图（A）及其在金属离子的可调检测和价态微分（B）和分子隐写术（C）中的应用
图2. 用于分子密码术和隐写术的DNA-CoOOH 传感系统。
参考文献：
Qing Feng Yao, Qiu Yan Zhu, Zhen Qi Bu, Qing Yu Liu, Min Xia Quan, Wei Tao Huang, DNA nanosensing systems for tunable detection of metal ions and molecular crypto-steganography, Biosens. Bioelectron. 2021, https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113645
