荧光各向异性法是一种均相、可靠的传感方法。在恒定温度和一定的溶液粘度下，荧光各向异性值依赖于荧光基团的分子体积或质量。由于荧光各向异性值是比率信号，所以不受荧光团的光漂白和仪器参数影响，广泛应用于多种靶物的检测。然而，由于多数检测对象分子质量较小，通常不能产生明显的信号变化。为了解决该问题，西南大学的黄承志教授和甄淑君副教授团队发展了一种通用的新型氧化石墨烯（GO）放大荧光各向异性的方法实现了生物小分子和大分子的检测（Chem. Commun., 2015, 51, 16080）。但在该方法中，靶物和荧光探针反应的比率是1:1，检测灵敏度受到限制。如何使检测信号进一步增强以提高检测的灵敏度成为该团队关注的问题。

在前期工作的基础上，他们进一步利用双核酸催化组装技术（CHA）辅助GO放大荧光各向异性值，构建了一种新型的荧光各向异性传感方法，实现了miRNA-21的灵敏检测。该团队首先利用其前期构建的方法将染料修饰的探针DNA（pDNA）间接固定在GO表面以提高检测方法的准确性。CHA系统包括两个DNA发卡结构（H1和H2），H1和H2部分互补。由于H1和H2的交叉反应被分子内杂交阻断，因此不能自发杂交。体系加入miRNA-21后，H1的颈部被打开，暴露出与H2互补的部分，从而引发H1和H2的组装。H1和H2杂交后可释放出miRNA-21，miRNA-21又能激发更多H1和H2组装，实现无酶循环放大信号。同时，H1-H2双链能通过链置换反应与pDNA组成H1-H2-pDNA复合体，并使pDNA从GO上释放，导致荧光各向异性值降低。因此，该团队通过降低的荧光各向异性信号实现了miRNA-21的灵敏检测，其灵敏度比没有CHA的方法提高了4.3倍，检测限降低了194倍。此外，该团队还发现当在检测系统中引入CHA后，方法的选择性也得到了大幅度提高。该方法还被成功用于检测不同细胞中的miRNA-21，提高了传统GO放大荧光各向异性法的灵敏度和选择性，有望应用于临床诊断。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是西南大学的副教授甄淑君。

来源：材料学