miRNA是一类高度保守的内源性单链非编码核苷酸片段，近年来，越来越多的研究发现miRNA的异常表达与疾病的发生和发展存在着直接或间接的关系，因此，实现活体内多种miRNA的定量检测，对于疾病的早期诊断和监测具有重要意义。近日，我校食品学院匡华教授团队博士生瞿爱华采用构筑了“核-卫星”样纳米结构，实现了细胞及活体内两种肿瘤标志物miR-21和miR-200b的同时定量检测，检测限达到3.2 zmol/ng_RNA和10.3 zmol/ng_RNA。相关成果以“Quantitative zeptomolar imaging of miRNA cancermarkers with nanoparticle assemblies”为题于2019年2月12日在线发表在《美国国家科学院院刊》上(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, 201810764.)。博士生瞿爱华为该论文的第一作者，我校青年教师孙茂忠博士为论文的共同第一作者，匡华教授和美国密西根大学Nicholas A. Kotov教授为共同通讯作者。

图1（A）基于核-卫星样组装结构的miR-21和miR-200b的同时检测思路；（B）组装结构在细胞内的随时间荧光动态变化；（C）细胞内miR-21和miR-200b的同时定量测定。

研究人员利用DNA可控自组装技术，构筑了金纳米棒(GNR)与上转换纳米粒子（UCNP）的“核-卫星”样组装结构（图1）。其中，端面的UCNP修饰TAMRA荧光分子，能够识别miR-21，侧面的UCNP修饰TAMRA荧光分子，识别miR-200b。形成核-卫星状组装结构后，由于UCNP的发射光被猝灭，当遇到目标物miR-21或miR-200b时，UCNP从GNR表面解离，上转换发光恢复，TAMRA和Cy5.5的荧光激发峰与UCNP的发射峰部分重叠，产生上转换发光共振能量转移，通过监测588nm和736nm处的荧光强度，可实现细胞内miR-21和miR-200b的同时定量检测以及活体荧光成像。

该工作得到了国家自然科学基金委(21471068, 21371081)的资助。

论文链接：https://www.pnas.org/content/early/2019/02/05/1810764116.short