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东南大学化学化工学院张春阳/王黎娟教授团队在超灵敏检测核酸生物传感器研究方面取得重要突破。相关成果以《Construction of a Glutathione-Gated Intelligent Nanoclassifier for Spatioselective Visualization of Dual CircRNAs and Synergistic Photodynamic Therapy》（谷胱甘肽门控智能纳米分类器用于两种环状RNA的空间选择性可视化和协同光动力治疗）为题发表在国际顶级学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。该传感器在乳腺癌/肺癌从早期到晚期的各临床阶段均展现出优异的诊断准确性，为生物医学研究与临床诊断提供了重要的技术平台（Angew. Chem. Int. Ed. 2026, DOI: 10.1002/anie.6302768）。

图1. GSH响应型智能纳米分类器用于两种circRNAs的空间选择性可视化及协同光动力治疗的工作流程图。（图片来源于Angew. Chem. Int. Ed.）

环状RNA（circRNA）源自前体RNA的反向剪接事件，形成一类由外显子或内含子序列构成的共价闭合环状转录本，并通过多种分子机制在肿瘤的发生与发展进程中发挥关键作用。然而，由于circRNA具有跨物种的多样性及高度的序列同源性，实现多种circRNA的精确检测仍然面临重大挑战。目前可用于circRNA检测的方法普遍存在灵敏度较低、样品消耗量大、反应动力学缓慢以及引物设计复杂等问题，极大地限制了其进一步的应用。鉴于单一人类疾病往往涉及多种circRNA的异常表达，开发能够高效检测多种circRNAs并实现成像引导治疗的技术，对于提升诊断准确性并指导个体化诊疗具有重要意义。

本研究将二硫键（DB）修饰的催化发夹组装（CHA）探针组装到基于可编程十字形框架的纳米颗粒（PAN）上，构建了一种智能纳米分类器（DB-CHA@PAN），实现了对两种circRNA的空间选择性可视化及协同光动力治疗。当该纳米分类器进入肿瘤细胞后，细胞内高浓度的谷胱甘肽会切割探针上的二硫键，从而启动由两种circRNA驱动的多轮循环CHA级联反应。这一过程会诱导光敏剂/BHQ3对与Cy3/BHQ2对发生空间分离，进而恢复光敏剂的光动力活性和Cy3的荧光信号。释放出的光敏剂在光照射下可产生大量具有细胞毒性的单线态氧，对肿瘤细胞造成氧化损伤并诱导其凋亡。该智能纳米分类器不仅在体外实现了对circCDYL和circHIPK3的阿摩尔级检测，还能在活细胞中对这两种circRNA进行同步成像。它具备单细胞灵敏度的circRNA定量能力，能以单碱基分辨率区分circRNA及其错配变体，甚至能以100%的准确率诊断涵盖I期至IV期的全谱系乳腺癌和肺癌。此外，该纳米分类器还能实时追踪活细胞与MCF-7荷瘤裸鼠体内circRNA的动态变化，直观区分恶性细胞与正常细胞，并通过协同光动力激活显著提升治疗效果，在临床诊断与治疗领域展现出广阔的应用前景。

期刊介绍

Angewandte Chemie是全球化学领域最具影响力的顶级期刊之一，由德国化学会（German Chemical Society, GDCh）出版，创刊于1887年，最新影响因子为16.9。