文献类型：会议论文

中文题名：界面智能核酸探针构建和诊疗应用

作者：马培强[1];

机构：[1]华东理工大学生物工程学院;

会议论文集：2024生物健康与智慧医疗发展论坛论文集

会议日期：20240524

会议地点：杭州

主办单位：中国新材料发展产业联盟;浙江大学信息与电子工程学院;厦门大学;深圳大学生物医学工程学院

语种：中文

中文关键词：DNA分子机器;智能多机器网络;DNA纳米衔接器;肿瘤标志物成像;T细胞免疫治疗

摘要：自从1959年,著名物理学家Richard Feynman首次提出"swallow the surgeon"的概念后,设计构建可在人体内智能化运转,并可以特异性的清理病原体的智能纳米装置一直是科学家们的长期奋斗目标.然而,要真正实现这一梦想,有两个关键问题亟待解决：1)装置在生物体内的无害运转,2)装置的智能化设计.DNA分子拥有着高度的可编程性,可编址性,合成修饰简单,生物相容性极佳等众多优点,近十几年来,以DNA为基底组装纳米尺度下能够运转并实现能量转换的分子装置及探针成为纳米技术领域的研究热点.本文以构建在活细胞和活体内自运行的核酸探针用于重大疾病诊断和治疗为目标,针对活细胞和活体内生物相容性及生理稳定性问题及探针智能化自运行设计,从材料界面核酸探针出发,设计构建了高度整合的金球界面的核酸探针,用于活细胞内的microRNA特异性成像,通过一体化设计,初步解决了核酸探针在生物体环境中由于组件的时空间差异分布而导致的效率低下的问题[1,2];进一步,通过组件的模块化设计,快速构建了多探针交流网络(MMCN),实现了对机体适应性免疫应答的智能化模拟,推动核酸探针向更加智能化方向的发展[3];在此基础上,构建基于DNA折纸框架的DNA探针智能通讯平台,通过在不同限域空间中对穿梭输出链的信号模块进行编码和解码,构建正交的智能网络,并利用此网络实现了信号的单向级联和双向反馈,分子记录,逻辑运算和疾病模型模拟在内的多种功能[4];最后,我们构建了活细胞界面智能DNA纳米衔接器[5]和多功能DNA传感工具箱[6],用以理性改造细胞,编程细胞多样功能,提高特异性和安全性,为细胞工程化改造提供新思路.