近期，糖化学与生物技术教育部重点实验室周楠迪教授团队在金黄色葡萄球菌适配体生物传感器的构建方面取得重要进展，研究成果“Self-Assembled DNA Nanoflowers Triggered by a DNA Walker for Highly Sensitive Electrochemical Detection of Staphylococcus aureus”正式发表于ACS Applied Materials & Interfaces (IF=8.758)（https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c22062）。

DNA是生物体遗传信息的主要载体，其复制过程遵循严格的碱基配对原则，以保证遗传信息传递的准确性。基于碱基配对的特性，DNA也被用作生物材料的支架来实现纳米精度的DNA自组装结构的合成。各种DNA纳米结构的设计和成功构建使DNA纳米技术渗透到众多交叉学科领域。与传统纳米材料相比，DNA纳米材料具有良好的生物相容性，在医药、生物、环境科学等领域具有广阔的应用前景。

周楠迪教授团队开发了一种基于DNA步行器和DNA纳米花的电化学生物传感器用于金黄色葡萄球菌的检测。利用核酸适配体的高亲和力和特异性、DNA分子机器的机械运动以及DNA纳米花的独特性质，实现了金黄色葡萄球菌的高灵敏度检测。在该平台中，核酸适配体作为识别元件，与靶标金黄色葡萄球菌结合后触发DNA步行器在电极表面进行周期性运动，诱导释放出大量可用于滚环扩增反应的引物，后者通过滚环扩增反应在电极表面形成大量的自组装DNA纳米花。DNA纳米花的形成增加了电极表面电活性亚甲基蓝的结合位点，极大地提高了因金黄色葡萄球菌触发的电流信号。该生物传感器可检测60-6×10⁸ CFU/mL动态范围内的金黄色葡萄球菌，检测限低至9 CFU/mL。该微生物检测平台基于高效的分子机器和独特的DNA纳米结构，具有良好的灵敏度、特异性和稳定性，在食品安全和环境监测方面显示出巨大的潜力。

图一. 基于DNA步行器触发自组装DNA纳米花的金黄色葡萄球菌电化学传感器原理

图二. DNA纳米花结构的场发射扫描电镜图

周楠迪教授为该论文的通讯作者，2017级博士生蔡蓉凤为该论文的第一作者。上述研究工作得到了江苏省六大人才高峰项目(JY-078)和江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX18_1799)的资助。