作為一種高效的可逆失活自由基聚合（RDRP）技術(shù),，可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合在聚合物的可控合成中獲得了廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的RAFT聚合中,，引發(fā)自由基通常由熱分解外源自由基引發(fā)劑獲得,。為了在較溫和的條件下產(chǎn)生引發(fā)自由基,，研究人員已經(jīng)探索建立了一些替代方法,，如酶促、光化學(xué),、機(jī)械和電化學(xué)方法等,。其中，電化學(xué)方法具有反應(yīng)條件溫和（室溫）、操作簡(jiǎn)便,、可控性好等優(yōu)勢(shì),。然而，由于需要使用合適的氧化還原媒介體來(lái)將電子從電極表面?zhèn)鬟f到RAFT試劑,，以產(chǎn)生引發(fā)自由基和增值自由基,，目前報(bào)道的電化學(xué)調(diào)控的RAFT（eRAFT）聚合的成功案例并不多。
生物體內(nèi)大量酶促氧化還原反應(yīng)（如,，電子傳遞鏈和三羧酸循環(huán)等）中的電子傳遞過(guò)程都是通過(guò)煙酰胺類(lèi)氧化還原媒介體對(duì)（如,，NAD+/NADH和NADP+/NADPH）實(shí)現(xiàn)的，且氧化還原反應(yīng)通常都發(fā)生在N-取代吡啶環(huán)上,。受此啟發(fā),，廣州大學(xué)“分析科學(xué)技術(shù)研究中心”&“廣州市傳感材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”牛利教授團(tuán)隊(duì)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的有機(jī)陽(yáng)離子1-甲基煙酰胺（MNA）作為氧化還原電子轉(zhuǎn)移媒介體，報(bào)道了一種新型eRAFT聚合方法（簡(jiǎn)稱(chēng)BERP,，即生物啟發(fā)eRAFT聚合）,，并將其用作一種信號(hào)放大策略實(shí)現(xiàn)了DNA的高靈敏電化學(xué)檢測(cè)，相關(guān)研究成果以標(biāo)題為“Bioinspired Electro-RAFT Polymerization for Electrochemical Sensing of Nucleic Acids”發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.1c17564）,。論文的第一作者為胡瓊博士（副教授）,，此研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（21904026）等的資助支持。如圖1所示,，在BERP中,，有機(jī)陽(yáng)離子MNA從電極表面獲得一個(gè)電子被還原成一個(gè)有機(jī)自由基，其與RAFT試劑反應(yīng)產(chǎn)生引發(fā)/增值自由基,，從而引發(fā)RAFT聚合反應(yīng),。所述BERP具有反應(yīng)條件溫和（室溫，還原電位為?0.2V vs SCE）,、操作簡(jiǎn)便,、可控性好（通過(guò)條件電位或電流等參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合反應(yīng)的精確調(diào)控）等優(yōu)勢(shì)。
圖1 有機(jī)陽(yáng)離子MNA電還原成有機(jī)自由基
在此基礎(chǔ)上,，以肽核酸（PNA）作為固定化分子識(shí)別元件,，分別以4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸（CPAD）和甲基丙烯酸二茂鐵基甲酯（FcMMA）作為RAFT試劑和單體，借助于BERP的信號(hào)放大作用,，實(shí)現(xiàn)了核酸的高靈敏（線性范圍為1.0fM~1.0nM,，檢測(cè)下限為0.58fM）、高選擇性（可有效區(qū)分單堿基錯(cuò)配）電化學(xué)檢測(cè)（檢測(cè)原理如圖2所示）,。該電化學(xué)生物傳感器具有操作簡(jiǎn)便,、成本低廉、靈敏度高,、選擇性好等優(yōu)良特性,，且可用于血清樣品中核酸的定量分析,，因而在核酸的高靈敏、高選擇性檢測(cè)中具有很好的應(yīng)用前景,。
圖2 基于BERP的高靈敏電化學(xué)核酸生物傳感研究
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https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c17564
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