核酸分析的目的是开发基于核酸化学的测量策略、原理、方法和技术。通过开发基于核酸化学的各种分析仪器和装置,准确获取核酸等物质的组成、分布、结构和性质的时间空变化规律,已成为分析化学的重要组成部分。核酸分析可以用核酸作为分析目标物质,也可以用核酸作为工具分析蛋白质、小分子、离子、细胞等物质。它有着广泛的应用,包括医疗诊断、环境监测、食品分析、物证分析和国家安全。例如,新冠肺炎疫情爆发后,核酸检测迅速成为监测和预防疫情的关键工具。近年来,核酸分析、界面表征、纳米调控、成像技术等研究领域的交叉融合催生了许多新的方法和装置,给这一领域带来了新的局面。
近日,上海交通大学化学化工学院范春海院士与院士、杨、、、左、、赵永喜教授共同为SCIENCE CHINA Chemistry撰写综述《核酸分析》一文,总结了核酸分析领域的研究进展。
首先,针对以核酸为靶标的分析方法,全面总结了基于荧光、表面增强拉曼散射、质谱和电化学的体外、细胞内和体内分析策略。其次,核酸还可以作为分子识别和信号输出单位,在非核酸靶标的检测和分析中发挥重要作用。在此基础上,综述了用于核酸分析的PCR设备、微流控芯片、手持仪器、纸基装置等分析装置,以及核酸分析在临床医学、环境科学、食品科学和法医学中的应用。最后,作者讨论了该研究领域存在的关键问题和解决方案,并展望了其未来的发展趋势和前景。
该综述论文对相关研究者具有重要的指导意义,有望对相关研究领域的发展起到重大的推动作用。
作者简介:
赵永喜
xi交通大学生命科学与技术学院教授,生物医学与健康工程学院生命分析化学与仪器研究所所长,博士生导师,国家青年人才,获首批陕西省优秀青年科学基金,入选Xi交通大学“拔尖青年人才支持计划”A类。主要从事高通量单分子和单细胞分析、核酸化学与生物学、功能纳米材料和分子探针等。他带领的团队入选2020年陕西高校青年创新团队,2018年获得中国分析测试协会科学技术奖一等奖。
左小蕾
上海交通大学化学化工学院分子医学研究所研究员,博士生导师。主要从事化学测量研究。他得到了国家杰出青年科学基金和国家自然科学基金杰出青年科学基金的资助。获教育部长江学者奖励计划青年学者。担任《中国大学化学学报》青年编委。
李茜
上海交通大学化学化工学院副研究员入选“SMC-晨星杰出青年学者奖励计划”,主要从事功能性核酸纳米结构组装和生物成像分析研究。先后承担国家自然科学基金重大研究项目培育项目、国家自然科学基金青年项目、上海市自然科学基金等项目。
杨朝勇
厦门大学南强特聘教授,上海交通大学分子医学研究所副院长,教育部光谱分析与仪器重点实验室副主任,中国化学学会化学生物学专业委员会副主任,英国皇家化学学会研究员,美国化学学会ACS应用生物材料副主编,国家杰出青年科学基金获得者。他致力于生物分析化学的研究,在微流控和单细胞、单分子分析领域取得了许多创新成果。曾获中美化学与化学生物学教授协会杰出教授奖、中国青年分析化学家奖、中国化学学会-皇家化学学会青年化学奖、美国化学学会计量科学进步讲座奖。
张晓兵
湖南大学化学化工学院院长,长江学者特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者,国家科技创新“万人计划”带头人,皇家化学学会会员。在小分子和纳米荧光探针领域,特别是固态发光探针和原位成像分析领域取得了一系列研究成果。作为第一完成人,2018年获湖南省自然科学一等奖,2018年获教育部自然科学一等奖,2017年、2018年、2019年被Elsevier评选为中国高被引学者。他目前是《中国科学:化学,光谱化学》的编委。化学、分析化学和分析测试杂志。
杨黄浩
福州大学化学学院教授,2011年获国家杰出青年科学基金,先后入选特聘教授、教育部长江学者、国家万人计划成员、皇家化学学会会员、全国先进工作者。现任福州大学副校长、福建省工程研究中心主任。在光学生物传感、生物医学成像、功能核酸机器等领域开展了深入研究,在方法论和实际应用方面取得了系统创新的研究成果。获福建省自然科学奖一等奖。
谭蔚泓
上海交通大学分子医学研究所所长,上海交通大学化学化工学院教授。兼任中国科学院肿瘤与基础医学研究所所长,中国科学院肿瘤医院教授,湖南大学化学化工学院、生物学院教授。20多年来,他一直是佛罗里达大学的杰出教授和首席教授。现任教育部科学技术委员会委员、国家自然科学基金化学部咨询委员会委员、科技部纳米研究计划专家委员会委员、中国化学会副会长。现任Sci副主编或编委。中国化学。J. Am。化学。社会主义者、CCS化学、ACS纳米、NSR等国内外杂志。他的主要研究兴趣是生物分析化学、化学生物学和分子医学。研究成果获2011年教育部自然科学一等奖、2012年美国化学学会佛罗里达杰出贡献奖、2014年国家自然科学二等奖、2018年美国化学学会化学分析光谱学奖、2018年何梁何利基金科学技术奖、2019年匹兹堡分析化学成就奖、2019年生物分析化学杰出贡献奖。2005年当选美国AAAS院士,2015年当选中国科学院院士,2016年当选发展中国家院士,2019年当选欧洲科学院院士。
樊春海
上海交通大学王宽诚教授,中国科学院院士。上海交通大学化学化工学院教授,转化医学研究所执行院长。曾获国家自然科学二等奖、科技创新奖、美国化学会计量科学进步演讲奖、第十二届谭生命科学创新奖。他被选为美国科学促进会、国际电化学学会、美国医学和生物工程学会和皇家化学学会的成员。他也是ACS Appl. Mater的副总编辑。国际米兰。他还是《化学》杂志和《中国科学:化学》杂志的联合主席。