近年来，可视化生物传感得到了快速发展，其应用逐渐延伸到医学诊断、食品分析和环境监测等领域。目前，可视化生物传感器具有庞大的市场需求，需要各种新材料、新技术融合，发展新型的可视化检测方法。夏帆教授课题组前期发展了一种pH响应的超浸润芯片，建立了基于液滴接触角变化的裸眼检测方法，并将其用于检测糖尿病和监测运动过程中汗糖的变化（NPG Asia Materials, 2018, 10, 177–189.）。
2018年12月13日，夏帆教授课题组在cell子刊Chem杂志（IF：14.104）在线发表了研究论文，构建了基于超滑油凝胶界面上液滴运动的新型可视化检测方法，实现了对ATP、miRNA、凝血酶的灵敏检测。该研究中提出两亲性DNA具有助溶剂的作用，短链DNA可以同时暴露亲水性磷酸骨架和疏水性碱基，与疏水性油凝胶界面具有较强的疏水作用力，使得液滴滑动速度变慢，临界滑动角上升；DNA链长度增加，易发生分子内折叠，暴露其亲水性磷酸骨架隐藏其疏水性碱基，此时分子亲水性较强，不易在疏水性油凝胶界面发生作用，液滴可以在很小的倾斜角下快速滑动。实验通过设计目标物控制的滚环扩增反应，调控DNA的链长度和亲疏水性（图1a）。研究采用倒置荧光显微镜和共聚焦显微镜研究不同长度DNA在油水界面上的分布；通过分子动力学模拟，验证了界面疏水作用随DNA链长度增加而减小（图1b）。通过临界滑动角和滑动速度等可视化参数的定量化分析，实现了对小分子、核酸、蛋白等多种分子的灵敏检测，并期望作为新型可视化检测方法用于多种临床标志物的检测。
1（a）基于超滑油凝胶界面上液滴运动的可视化检测示意图；（b）分子动力学模拟不同长度DNA对油性界面的疏水作用。
纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心科研助理高中锋博士、中国地质大学（武汉）材料与化学学院博士后刘瑞、博士生王金花为论文的共同第一作者，夏帆教授为论文的通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划（2017YFA0208000, 2016YFF0100800）、国家自然科学基金（21525523, 21722507, 21574048, 21874121, 31800829）等项目的资助。
该论文作者为ZhongFengGao, Rui Liu, Jinhua Wang, Jun Dai, Wei-Hua Huang, Mingjie Liu,Shutao Wang, Fan Xia, and Lei Jiang
Controlling Droplet Motion on an Organogel Surface by Tuning the Chain Length of DNA and Its Biosensing Application,Chem, 2018,4, 2929-2943
