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杨伟强副教授课题组构建了一种 DNA构象变化协同增强的石墨烯场效应晶体管生物传感器，用于口腔唾液中脲酶活性的高灵敏检测。相关成果以“An i-Motif Conformational Transition Synergizing with pH-Responsive Reduced Graphene Oxide Field-Effect Transistor for Urease Activity Sensing”为题，发表在分析化学领域国际权威期刊《Analytical Chemistry》上。
口腔唾液中的脲酶活性与龋齿、牙周炎等口腔疾病密切相关，是评估口腔健康风险的重要生物标志物。但唾液基质组分复杂、靶标酶丰度低。课题组将质子响应的C4-DNA与还原氧化石墨烯场效应晶体管耦合，构建 C4-rGO-FET生物传感器。利用脲酶催化尿素水解引发局部 pH 升高，驱动 C4-DNA 发生质子介导的 i-Motif 折叠构象转变，进而引发沟道界面电荷的改变，通过监测狄拉克点VCNP偏移实现脲酶活性的无标记检测。经C4-DNA修饰的 rGO-FET 展现出显著提升的pH 响应灵敏度（51.57 mV/pH），这是C4-DNA在i-Motif的构象转换中引入了大量的H+正电荷，落于有效的德拜屏蔽作用范围内，提升了沟道层电子-空穴载流子的诱导响应。该传感器具有良好的重复性、稳定性，可实现酶促反应过程的实时动态监测。
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24级研究生居欢为论文第一作者，杨伟强副教授为通讯作者，闽南师范大学为第一完成单位。该研究得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的资助。
论文链接：//doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02836
（图/文：居欢）
