2025年5月，重点实验室袁若、杨霞教授课题组在《Analytical Chemistry》（IF=6.7）上在线发表了题为“PER-based DNA Cube Captor for High Specific and Efficient SERS Detection of HPV”的研究论文。

研究背景

人乳头瘤病毒（HPV）是一种广泛存在于自然界的特殊病毒，它可以导致皮肤生长常见的疣，以及生殖器区域患特殊疾病。如果人长期感染HPV，会有患癌的风险。

表面增强拉曼光谱（SERS）是一种高灵敏度的指纹分析技术，不仅可以通过光谱识别物质的结构，也可以依靠等离子体介导的局域表面等离子体共振（LSPR）检测极低浓度的物质。SERS通常采用形状不规则的贵金属作为基底，依靠LSPR在金属表面、边缘、尖端和间隙上产生热点，实现拉曼信号增强。此外，引物交换反应（PER）是一种可以自主合成任意单链DNA的高特异性扩增方法，比聚合酶链式反应（PCR）具有更简便的操作过程。PER只有当引物序列与发卡DNA序列完全匹配时，引物才能延长。级联引物交换反应可以通过多个发夹的作用来实现，从而实现对靶标的扩增。因此，PER是一种高效的特异性识别和扩增方法。

研究内容

本项研究中，首先，利用HPV-58作为PER反应的引物，在聚合酶和剪切酶存在的情况下获得大量模拟目标物（ST）链，从而实现目标物转化和扩增。然后，PDCC通过ST触发的催化发夹自组装（CHA）反应捕获拉曼分子标记的DNA，由于邻近效应，捕获效率大大提高。最后，将DCNs通过巯基连接到基底上检测SERS信号。该生物传感器在血清中检测具有很强的抗干扰性，具有临床实用性。本研究实现了HPV-58的高特异性和高效检测，为临床相关癌症的预防和监测提供了一种新的诊断工具。

研究意义

我们提出了一种用于捕获拉曼分子标记的DNA的PDCC纳米器件，以实现对HPV-58的高特异性和高效的SERS检测。PER能将HPV-58转化为大量ST，使检测具有较高的灵敏度，结合DNA正方体和CHA反应形成DNA立方体捕获器，捕获拉曼分子MB标记的DNA，使拉曼分子更高效地接近GHPs，从而实现对HPV-58的灵敏SERS检测。该生物传感器在血清中具有优异的性能，在今后的临床诊断中具有很大的应用前景。