1.1  DNA模板的Ag纳米团簇

2004年，Etty等^[1]首次报道了在溶液中合成DNA-AgNCs，如图2a所示，在加入NaBH₄后，通过剧烈的振荡，Ag⁺结合到DNA上，在没有形成大的银纳米颗粒的情况下，被还原成水溶性荧光AgNCs。

图2  a.DNA模板的AgNCs合成的示意图^[1]；b.5种不同ss-DNA-AgNCs的荧光性质^[8]

Fig.2  a. Schematic illustration of the synthesis of DNA templated AgNCs^[1]; b. Fluorescence properties of five distinct ss-DNA-AgNCs^[8]

1.2   DNA模板的Cu纳米团簇

与金、银相比，铜的化学性质更为活跃，这导致所形成的CuNPs更容易被氧化。因此，选择合适的模板材料是合成CuNPs的关键。自从2010年Rotaru等^[5]发现ds-DNA可以支持CuNPs的合成（dsDNA-CuNPs）后（图3a），荧光CuNPs引起了广泛关注。

a. ds-DNA^[5]；b. Poly（AT-TA）dsDNA^[12]；c. PolyT DNA^[6]

图3  不同DNA模板的CuNPs的示意图

Fig.3  Schematic illustration of fluorescent DNA templated copper nanoparticles templated by various 

2  DNA-MNCs在生物传感器中的应用

2.1  核酸检测

DNA、mRNA或miRNA的异常表达与许多疾病有关。因此，灵敏度高、选择性好的核酸检测具有重要的医学意义。Yang等^[22]发现AgNCs探针的荧光在与靶miRNA杂交后会减弱，并且荧光强度与复合链的序列有关（图4a）。

a. 基于miRNA对荧光AgNCs的猝灭现象的策略^[22]；b. AgNCs与靶辅助等温指数扩增（TAIEA）技术相结合^[26] ；c. dsDNA CuNPs和RCR技术^[13]

图4  靶辅助等温扩增检测特异性miRNA的DNA-MNCs生物传感器

Fig.4  DNA-MNCs biosensors for special miRNA detection by target-assisted isothermal

2.2  蛋白质检测

蛋白质浓度和活性水平的监测是细胞分子机制研究的重要组成部分。体液中蛋白质的异常改变可以提示病理状况的某些特征。

2.3  小分子检测

生物活性小分子是生物体内生物调节系统的重要组成部分，包括小分子蛋白质、多肽、氨基酸及其衍生物、巯基和金属离子，具有分子量小（<10 kD）、结构简单、合成代谢快等特点。

3  DNA-MNCs在生物成像和光热疗法中的应用

活细胞成像在疾病预防、临床诊断和治疗疾病的发病机制中具有重要作用。灵敏地检测活细胞或癌细胞中的生物大分子对于早期诊断和监测肿瘤转移具有重要意义^[41]。Wu等^[44]基于AgNCs和荧光引导光热疗法（PTT）构建了一种用于细胞表面聚糖无标记成像的新型治疗平台，用AgNCs的荧光对细胞表面的聚糖进行成像，在808 nm激光照射下，注射N-叠氮乙酰基甘露糖胺-四酰基化（Ac4ManNAz）和DNA-AgNCs的小鼠肿瘤显示出有效的消退（图5a）。

图5  a.DNA-AgNCs在细胞表面聚糖荧光成像和荧光引导光热疗法中的示意图^[44]；b.基于DNA-AgNCs/卟啉/MnO₂的无标记细胞内肿瘤相关Zn²⁺成像和荧光/MRI双峰平台引导PDT^[45]

Fig.5  a. Schematic representation of DNA-AgNCs for fluorescence imaging of cell surface glycans and fluorescence guided photothermal therapy; b. Label-free intracellular tumor-related Zn²⁺ imaging and fluorescence/MRI bimodal platform-guided photo dynamic therapy based on DNA-templated AgNCs/porphyrin/MnO₂