近日，眼视光学院、生物医学与工程学院的王毅研究团队在国际顶级SCI期刊Advanced Materials (IF=27.4)上发表综述论文Rational Design of Functional Peptide-Gold Hybrid Nanomaterials for Molecular Interactions（功能化多肽与金混合纳米材料的合理设计用于分子间作用），论文链接https://doi.org/10.1002/adma.202000866

金纳米颗粒（AuNPs）由于其出色的光学性能和稳定性已在生物传感相关领域中被广泛地使用了数十年（例如家庭用妊娠检测卡）。自从核酸功能化的金纳米颗粒首次被报道用于生物检测以来，其他生物分子修饰的金纳米颗粒成功实现了针对金属离子，有机分子，寡核苷酸和蛋白质等目标物的一系列检测与分析方法。多肽分子（peptide）是由氨基酸结合而成的，是构成蛋白质的片段。由于其氨基酸序列的可设计性，使得合成多肽具有巨大的化学多样性，结合其在生物体内的重要功能，近些年来合成多肽作为一种可编辑的材料被广泛地应用到生物技术、医药研发、纳米材料等交叉领域。金纳米颗粒与多肽分子作为重要的基础纳米材料与生物材料，皆具有较高的鲁棒性与较低的成本。基于两者构成的混合纳米材料的生物检测技术也因此引起了越来越多的兴趣，特别是在分子靶向，细胞成像，药物递送和治疗等领域（图1）。

图1，基于多肽-金纳米颗粒混合材料在过去25年发展中的突出工作以及近年来的新型应用。

该综述总结了多肽与金纳米颗粒各自的特点，通过对多肽分子的合理设计、筛选及功能化修饰，可以使其与金纳米颗粒构成可调控的稳定系统，并有效控制和调整其复合体系从而满足对不同分子间作用的需求。文章继而从多肽功能性的角度出发（多肽作为底物、结合分子等）详细梳理了多肽-金混合纳米材料在生物传感，细胞成像和靶向治疗等领域的突出工作。针对生物检测技术和细胞靶向，文章通过表格的形式详尽总结了多肽序列、金-多肽的修饰方法、目标物检测方法（或特定靶向细胞的受体分子）及其灵敏度等。此外，文章还对利用多肽-金的混合纳米材料在抗菌抗污领域的工作做了总结，对特定序列的多肽分子进行了汇总。最后，文章提出了此类材料在未来生物医学发展中特别是新型生物传感技术中所面临的挑战和新机遇做出了展望（图2）。该综述对于利用多肽分子进行分子检测、肿瘤靶向、成像和治疗，以及在抗菌、抗病毒和抗非特异吸附等方面进行相关研究的科研人员和研究生具有一定的指导意义。

图2，本篇综述的核心内容框架。

本文的最后通讯作者为王毅研究员，共同一作为团队的刘啸虎博士和张庆文博士。近年来，王毅团队与其合作者利用多肽-金纳米颗粒混合材料在生物传感领域进行了系列的研究，包括：通过自行设计的多肽底物结合金纳米颗粒进行神经毒素的比色法和荧光能量转移法检测（Analytical Chemistry, 2014, 86, 2345-2352；Chem Sci, 2014, 5, 2651-2656.），总结了由不同形状、大小等金纳米颗粒进行肉眼可识别比色法的规律（Analytical Chemistry, 2018, 90: 4916–4924.），利用筛选出的多肽结合分子修饰的金纳米颗粒进行心肌肌钙蛋白的比色法和电化学检测，并细致分析了纳米颗粒的大小和浓度，以及外加电压对检测限的影响（Analytical Chemistry, 2016, 88, 11924-11930; ACS Sensors, 2016, 1, 1416-1422；Nanoscale 2015, 7, 17244-17248.），同时利用了智能手机作为光谱检测平台进行便携检测（Biosensors and Bioelectronics 2018, 99, 312-317；Analyst, 2016, 11, 3233-3238.）。

王毅研究团队致力于基于光学与电化学的新型生物传感技术与设备、光谱成像和人工智能肿瘤检测筛查等相关研发。

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