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Aggregate《聚集体》致力于发表聚集体科学领域的基础和应用研究，涵盖材料化学、物理、生物、应用工程等广泛领域的重要进展和创新性成果。
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Aggregate 鼓励打破学科藩篱，实现研究范式转移，在更高的结构层次上探索更复杂的系统和过程。
文章信息
通讯作者：杨帆，覃小洁，严军（广西民族大学）
作者：杨雨，卢昊，方丹，章钰媛，唐毓腾，赵松松，严军*，覃小洁*，沈建磊，杨帆*
Keywords：
DNA assembly
DNA-encoded SERS nanosensors
microRNA
plasmonic bubble
self-aggregation nanogap
原文链接：
https://doi.org/10.1002/agt2.636
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文章简介
天然产生的气泡在生命起源中发挥了重要作用。然而，其表面张力的波动会导致中空结构坍塌，影响其漂浮能力和界面性能。近年来，一种廉价的高稳定硅基“气泡”被广泛用作工业隔热填充物，但因其独特的类气泡性质，也逐步被用于无磁生物分离分析，进而实现了细胞、细胞外囊泡和生物分子的高效分离检测。该固态“气泡”由于在水溶液中具有自漂浮和自聚集的特性，与表面增强拉曼光谱 (SERS) 的表面测量和热点效应等属性有望完美结合，开展具有多重分析、无光漂白、生物干扰少和灵敏度高等特点的生物分析研究。
本文报道了一种DNA编码的等离子激元气泡 (PB) 用于肿瘤相关的两种miRNA靶标的SERS分析方法 (PB-SERS)。具体而言，首先将合成的具有强等离子激元效应的金纳米粒子 (AuNPs) 包覆在巯基 (而非传统硅烷化氨基) 修饰的固态“气泡”表面，形成气泡表面的等离子激元纳米间隙 (nanogap)。然后，将两条末端含有多聚腺嘌呤 (PolyA) 的DNA捕获探针，通过PolyA-Au表面的特异性吸附偶联，组装在PB表面，并利用另一端的特异性识别阈行使编码功能，同时定量两种与肝癌和乳腺癌相关的miRNA靶标 (miR-21和miR-155)。当双靶标存在时，可引发连续的催化发夹自组装 (CHA) 反应，从而与PB表面的PolyA识别探针特异性杂交，实现非线性信号放大。值得注意的是，气泡浮力可诱导PB复合物在液滴顶端自聚集，形成拉曼“热点”，尤其当溶剂挥发后形成等离子激元纳米间隙，而不存在咖啡环效应，并进一步增强SERS信号的均一性 (图1)。
图1. DNA编码的等离子激元气泡 (PB) 增强双重miRNA拉曼检测示意图
总之，该方法能够同时、超灵敏、特异性检测血液样本中的多个miRNAs，以用于肿瘤准确诊断。其优势包括：
(1) 在没有外场力作用下，PB的自聚集行为可以使SERS信号集中在“热点”附近，从而提高分析的灵敏度；
(2) 自发形成的单层PB聚集体可以最大限度地避免蒸发组装过程中形成的咖啡环，提高SERS信号的均一性；
(3) 在溶液相中，分散的DNA编码PB可以高效地与CHA反应相结合，能够同时、超灵敏、特异性分析两种miRNAs的表达水平，降低在癌症诊断中出现假阴性或假阳性的可能性，特别是结合机器学习，可以进一步提高癌症诊断的准确性。
综上，这种高性能的PB-SERS分析方法为癌症诊断提供了一种便携式、无磁分离和有前景的液体活检工具。
以上研究论文以“DNA-encoded plasmonic bubbles aggregating dual-microRNA SERS signals for cancer diagnosis”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为广西医科大学药学院的博士研究生杨雨，通讯作者为广西医科大学杨帆教授、覃小洁博士和广西民族大学化学化工学院的严军教授。该工作还得到上海交通大学沈建磊教授的支持。
（Aggregate 2024, e636. https://doi.org/10.1002/agt2.636）
通讯作者
杨帆，广西医科大学教授。现任广西药物精准检测与筛选重点实验室主任，兼任 Interdisciplinary MEDICINE (Wiley), Journal of Pharmaceutical Analysis (Elsevier) 和Journal of Analysis and Testing (Springer) 等多个期刊青年编委。主要从事生物传感器、气泡液体活检、类器官药物筛选等研究；在 National Science Review, Advanced Materials, ACS Nano, Advanced Functional Materials, Aggregate 等期刊发表论文60余篇，多篇论文被遴选为封面、视频摘要或亮点报道。先后主持国家自然科学基金和省杰青等项目；多次入选全球前2%顶尖科学家榜单；曾获得广西青年科技奖和多项省级人才荣誉称号。
覃小洁，广西医科大学药学博士后，湖南大学分析化学博士。主要从事化学生物传感器、药物分析新技术新方法、细胞外囊泡分离分析等研究。近年在 ACS Nano, Advanced Functional Materials, Aggregate, Analytical Chemistry 等权威SCI期刊上发表学术论文12篇，先后主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金、广西科技基地和人才项目各1项。
严军，广西民族大学教授，广西高校千名骨干教师计划第二批人选，广西高等教育学会第七届化学专业委员会理事会常务理事，广西科技项目评审专家。从事表面增强拉曼光谱的增强机制、基底开发及在食品、药物、环境等领域的应用研究，利用化学计量学建立农产品质量快检及原产地溯源等技术。近年来主持国家级、省部级多项。在 Aggregate 等期刊发表学术论文近30篇，出版专著2本。
课题组链接：
https://yxy.gxmu.edu.cn/rcpy_2647/szdw/yxy_js/t147727.html
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