樊春海談DNA納米基因芯片：體現了現代科技的交叉性

　　DNA納米技術是利用DNA的分子性質，構建出可操控的新型納米尺度聚集體或超分子結構。此時，DNA的作用不再是遺傳物質，而是作為結構模板，或是作為計算工具。前不久，中科院院士賀林、中科院上海應用物理研究所研究員樊春海等人便利用DNA納米技術，開發出了DNA納米基因芯片，可以用來檢測疾病，并大大提高了基因檢測的效率。相關工作發表在國際學術期刊《先進材料》上，以及作為封面論文發表在納米技術領域影響很大的Small雜志上。

　　記者：有人將你們的新發明稱為“DNA納米中國芯”，您怎么看?

　　樊春海：確實有媒體朋友這么叫，我個人覺得不太合理，因為“中國芯”的概念容易讓人誤解為是某種電子產品。我更傾向于稱其為DNA納米基因芯片。這項成果與我們之前所做的“中國DNA地圖”有很大關聯。

　　記者：這兩者之前有哪些聯系呢?

　　樊春海：早在2006年，在賀林院士帶領下，“創作”出了一幅長150納米、寬120納米、厚2納米，分辨率6納米的“DNA中國地圖”，人眼必須通過原子力顯微鏡才能看見，它是世界上第一個不對稱的二維DNA圖形。這張“地圖”就是借用計算機芯片的概念，其本身實際為一個基因芯片。我們便想讓這個成果運用到生物監測當中去，這也為開發DNA納米基因芯片打下了基礎。

　　記者：為何說DNA納米基因芯片提高了基因檢測的效率?

　　樊春海：在這塊基因芯片上布滿了基因探針，基因探針就是一小段單鏈DNA，可以用來檢測疾病，以及發現與遺傳病、傳染病相關的一些情況。基因芯片借用了計算機芯片的概念，就是將眾多基因探針集成到一塊硅片上面，我們制作的DNA納米基因芯片就是將硅片去掉，直接利用DNA編織成一個納米尺度的基因芯片，上面布滿了基因探針，完全存放于溶液中。

　　以往科研人員進行基因檢測時，大多利用硅片或玻璃作為載體進行，因為載體面積大，導致這種方法效率不高，而我們開發的這種檢測方法，是在溶液中的DNA本身進行，這種檢測方法可以在1毫升的溶液中檢測上億個基因探針，效率大大提高。

　　記者：為何要將基因芯片做成中國地圖形狀呢?

　　樊春海：當然也可以講基因芯片做成長方形、正方形等多種形狀，但這樣一來還得給每個基因探針進行編碼，了解其具體位置。做成地圖的優勢就在于定位，我們在基因芯片上做DNA檢測時，可以了解到包含不同信息的基因探針的具體位置在哪。

　　比如，當我們在檢測某一種疾病的時候，位于“北京”位置的基因探針出現光學或力學方面的變化，這說明這個基因探針包含這種疾病，我們就能利用物理技術迅速的確定這個探針的具體位置。

　　記者：聽上去這個基因芯片包含了多個學科?

　　樊春海：DNA納米基因芯片體現了現代科技的交叉性，比如我們研究團隊里就有來自物理、化學、生物等多個領域的專家學者，而開發出的這種芯片包含了多個學科交叉的合作效益，實現了納米技術、生物醫學和計算科學等多學科交叉。

　　記者：這項成果有哪些應用前景?

　　樊春海：未來應該主要應用于檢測基因帶有的各類遺傳性疾病、傳染病等。比如未來可能出現這樣一種場景，就是任何一個人提供自己的基因片段，就可以檢測出其基因中可能帶有的各類疾病隱患，如果已經患病，可以了解其病癥未來的變化趨向，癥下藥;如果還未得病，就可以針對可能會患的某種疾病進行提前預防;醫生和科研人員可以提前針對患者可能發生的疾病制定合理的治療方案，或者進行相關藥物研制。

　　人物介紹：

　　樊春海，1974年生，中科院上海應用物理研究所物理生物學研究室主任，博士生導師。