纳米孔单分子传感平台用于G四链体拓扑结构区分

雍伟; 赵新佳; 常永新; 张佳蓉; 宋艳玲; 卿光焱

doi:10.12452/j.fxcsxb.26010904

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纳米孔单分子传感平台用于G四链体拓扑结构区分

更新时间：2026-04-30

- 纳米孔单分子传感平台用于G四链体拓扑结构区分
- Nanopore Single-Molecule Sensing Platform for Topological Discrimination of G-Quadruplexes
- 分析测试学报 2026年45卷页码：1-7
- 作者机构：
  
  1.沈阳化工大学化学工程学院，辽宁沈阳 110142
  2.中国科学院大连化学物理研究所中药科学研究中心，辽宁大连 116023
- 作者简介：
  
  赵新佳：博士，助理研究员，研究方向：纳米孔单分子检测，E-mail：zhaoxinjia@dicp.ac.cn
  宋艳玲，博士，副教授，研究方向：天然产物结构改造及生物活性研究，化学药物合成工艺研究，E-mail：yanlingsong521@126.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(22174138);大连化物所医工联合项目(DMU-1&DICP UN202307)
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.26010904
  中图分类号： O657.99;Q52
- 收稿：2026-01-09，
  
  修回：2026-03-19，
  
  录用：2026-04-11，
  
  网络首发：2026-04-30，
  
  纸质出版：2026-06-15
- 稿件说明：
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雍伟,赵新佳,常永新,张佳蓉,宋艳玲,卿光焱.纳米孔单分子传感平台用于G四链体拓扑结构区分[J].分析测试学报,2026,45(06):1-7.

YONG Wei,ZHAO Xin-jia,CHANG Yong-xin,ZHANG Jia-rong,SONG Yan-ling,QING Guang-yan.Nanopore Single-Molecule Sensing Platform for Topological Discrimination of G-Quadruplexes[J].Journal of Instrumental Analysis,2026,45(06):1-7.
雍伟,赵新佳,常永新,张佳蓉,宋艳玲,卿光焱.纳米孔单分子传感平台用于G四链体拓扑结构区分[J].分析测试学报,2026,45(06):1-7. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.26010904.

YONG Wei,ZHAO Xin-jia,CHANG Yong-xin,ZHANG Jia-rong,SONG Yan-ling,QING Guang-yan.Nanopore Single-Molecule Sensing Platform for Topological Discrimination of G-Quadruplexes[J].Journal of Instrumental Analysis,2026,45(06):1-7. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.26010904.

摘要

G四链体（G4）的拓扑结构多样性与其生物学功能密切相关，建立高灵敏度检测方法对解析其结构-功能关系至关重要。该研究系统评估耻垢分枝杆菌孔蛋白A（MspA）、气溶素（AeL）与

-溶血素（HL）三种纳米孔对G4的检测性能，成功构建以HL为核心的单分子无标记纳米孔G4传感体系。该体系可高效区分单链DNA（ssAf17）与平行结构c-Myc、反平行结构TBA及混合型结构H24A等不同拓扑类型的G4。针对c-Myc27bp阻塞时间过长的问题，通过在序列两端各引入25个腺嘌呤（A）构建c-Myc77bp结构，该结构在过孔过程中呈现特征性“二级台阶信号”，显著提升信号辨识度与过孔效率。该研究为G4拓扑结构单分子解析提供新策略，拓展了纳米孔技术在核酸高级结构分析领域的应用，可为相关疾病靶向药物的研发提供技术支撑。

Abstract

The topological diversity of G-quadruplexes

（G4s） is closely related to their biological functions，and establishing a highly sensitive detection method is crucial for elucidating their structure-function relationships. In this study，we systematically evaluated the detection performances of three nanopores—Mycobacterium smegmatis porin A（MspA），Aerolysin（AeL），and

-hemolysin（HL）—for G4s，and successfully constructed a label-free single-molecule nanopore sensing system for G4s with HL as the core. This system can efficiently discriminate single-stranded DNA（ssAf17） from G4s of different topological types，including parallel c-Myc，antiparallel TBA，and hybrid H24A.To overcome the excessively long dwell time associated with c-Myc27bp，a c-Myc77bp construct was designed by incorporating 25 adenines（A） at both ends of the sequence. During translocation，c-Myc77bp exhibits characteristic "two-step signals"，which significantly improves signal discriminability and translocation efficiency. This work provides a novel strategy for the single-molecule analysis of G4 topological structures，expands the application of nanopore technology in the analysis of nucleic acid higher structures，and offers a technical basis for the development of targeted therapeutics against related diseases.

关键词

Keywords

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