近期，我院教师在国际综合类顶级期刊Nature Communications上发表了题为《Femtomolar Hydrogen Sulfide Detection via HybridSmall-Molecule Nano-arrays》的研究论文，邢星为论文第一作者，南京大学鲁振达教授为论文通讯作者。
硫化氢（H2S）作为一种重要的生物信号分子，在心血管和神经系统中扮演着关键角色。准确检测H2S对于相关疾病的诊断和管理至关重要。目前，H2S的检测水平大约在微摩尔级别，但能够检测到更低浓度的H2S将为早期疾病诊断和干预提供重要窗口，具有巨大的潜力。然而，要进一步推动检测的边界，就需要更多创新的方法。
微阵列一直是快速、高通量和超灵敏分析的宝贵工具。与随机点相比，微阵列整齐排列的点为定量分析提供了更好的准确性和精确度。而纳米阵列，由于其更小的反应空间和更高的排列密度，为超灵敏检测、快速分析和小样本量提供了可能。然而，由于小分子的固有特性——它们难以操控、与基底缺乏强键、且难以检测，在纳米尺度上精确定位和整合小分子仍然是一个巨大的挑战。
本项研究利用自主开发的基于高压AFM探针的改进纳米静电印刷技术，成功将荧光染料与具有特定H2S反应性的猝灭剂（F12+分子）共组装成分子纳米阵列，开发出一种能够检测飞摩尔级别H2S的分子纳米阵列传感器。该检测平台实现1 fM的检测限和较宽的范围检测，具有良好的特异性和可靠度。这一成果不仅在H2S检测领域具有重要意义，还可扩展到其他分子荧光探针系统，对推动生物小分子的超灵敏信号检测具有重要意义。
图1 通过混合分子纳米阵列实现对H2S的高灵敏度检测的示意图
图2 混合分子纳米阵列的制备与表征
图3 使用INTEN法对较高浓度H2S的检测结果
图4 使用NUMB法对低浓度H2S的检测结果