课题简介：细胞是生命体最基本的功能单元。群体研究难以满足对细胞个体特征的分析需求,只有在单细胞水平认识细胞的异质性,才有助于深入理解生命活动的本质，因此，在单个细胞水平研究生命过程的化学基础是近年来分析化学研究中的热点问题。与基因组分析不同，二代测序和qPCR等技术的发展能够实现基于单细胞的高通量大规模分析，受限于蛋白质不能像基因一样进行扩增，单细胞蛋白的高通量和超灵敏分析仍然面临着巨大的挑战。DNA条形码技术在基因和蛋白的分析之间架起了桥梁，通过将抗体与核酸进行偶联，可以将蛋白质的检测转变成核酸的检测，这为蛋白的高通量和超灵敏分析提供了可能性。目前的线性条形码已经实现了对蛋白质的定量，但是其存在着蛋白-核酸偶联过程复杂，低稳定性，难以普适化。鉴于DNA拥有超越线性条形码的多维信息，其Watson-Crick碱基配对的性质决定了DNA能够折叠成特定的三维拓扑构型。因此，我们利用DNA纳米结构的独特特性来开发能够用于单细胞蛋白的高通量和超灵敏的3D条形码技术。通过三维纳米结构的序列信息来编码多种多样的蛋白，通过三维纳米结构的空间构型信息来改善分子级别的结合动力学，三维纳米结构的序列-结构的协同作用实现对单细胞蛋白的通量和灵敏分析。

课题目标：设计并合成一种三维纳米结构条形码，用于单细胞蛋白的高通量和超灵敏分析。

工作量要求：每人每周2小时，课程的具体时间安排如下：（1）学期第2周-第4周，学生选题、组队，学生了解课题基本情况，完成调研；（2）第4周-第16周，完成课题内容；（4）第17-18周，学生考核。

技能要求：具有一定的化学、生物和医学本科课程与实验操作基础。

学生人数：4人