早期疾病诊断取决于信号分子的灵敏检测。其中，硫化氢（H2S）已成为心血管和神经系统信号传导的关键参与者。芯片上的免疫分析，特别是基于纳米阵列的界面检测，由于其有限的反应体积和精确的信号定位，为超灵敏分析提供了有前途的途径。
2024年12月30日，南京大学鲁振达教授在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Femtomolar hydrogen sulfide detection via hybrid small-molecule nano-arrays》的研究论文。
除了DNA或蛋白质生物分子阵列之外，这项工作的研究团队还提出了一种有前途的用于H2S检测的混合小分子纳米阵列，其中利用了两种分子的力量：荧光发射染料和具有特定H2S反应性的猝灭剂。
当H2S相互作用时，猝灭的荧光重新点燃，形成易于检测的亮点阵列。该分子纳米阵列传感器在1 fM至0.1 μM的8个量级动态范围内对H2S具有优异的响应，仅使用10 μL溶液即可实现1 fM的显著检测极限。
这种H2S检测方法有可能显著改进生物测定平台，而作者开发的混合小分子纳米阵列可能是推进信号分子检测的宝贵工具。
图1：通过混合分子纳米阵列实现高灵敏度H2S检测
图2：混合分子纳米阵列的制备和表征
图3：使用NUMB方法检测低浓度H2S
本研究开发的混合分子纳米阵列传感器，实现了对H2S的高灵敏度检测，检测限达到1 fM级别，动态范围覆盖8个数量级，从1 fM到0.1 μM。这一成果得益于先进的纳米静电印刷技术和高灵敏度的分子荧光探针。此外，该纳米阵列平台的适应性可以扩展到其他荧光探针系统，显示出其在生物系统中检测小信号分子的潜力。研究中的数据表明，这种基于纳米阵列的方法在检测范围和检测限方面相较于现有方法有了显著提升。
Xing, X., Wu, L., Zhang, Y.et al. Femtomolar hydrogen sulfide detection via hybrid small-molecule nano-arrays. Nat Commun 15, 10831 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-55123-y
