新冠病毒持续在全世界蔓延，充足的核酸检测试剂的供应仍然是筛查病例以及控制疫情的有效手段。全球每日核酸检测次数超过一千万次，这不仅消耗大量资源而且产生大量的医疗废物。而很多发展中国家，特别是一些“一带一路”国家，由于生物技术产能差，不能保障充足的核酸检测试剂，导致阳性病例不能得到及时筛检。因此亟待开发一种可以重复使用的核酸检测探针以解决上述问题。
北京化工大学的苏昕与军事医学科学院的周冬生合作，利用动态DNA纳米技术程序化编排一种“能量耗散”系统，实现检测探针在溶液中自动重置。该系统中，新冠病毒核酸序列作为体系的“燃料”，诱导探针结构改变使荧光信号增强，而“燃料”可以被体系中预设的酶逐渐“耗散”，使探针结构自动重置，实现探针重复使用。
本文要点：
（1）本文紧跟国际疫情形势，报道了世界首款针对新冠病毒核酸检测的可重复使用探针。与传统的可重复使用的探针不同，该方法利用“非平衡态”与“能量耗散”实现在均相溶液中探针的自动重置，无需任何额外的试剂和步骤即可实现探针的再生与重复利用。
（2）本工作充分利用分子动力学模拟与化学动力学建模的手段，直接预测最佳探针结构与实验条件，无需繁琐的优化过程，为基于DNA探针的生物传感提供了新模式。
（3）由于能量耗散过程的特殊动力学，该体系对单碱基突变敏感，并且产生“指纹信号”，可以用于新冠病毒突变株的检测。
（4）对于新冠病毒的orf、N、E基因检测，该探针可以重复利用5次。作者团队利用22套探针对110份临床咽拭子样品进行了检测，100%正确检出了其中阳性样本。
参考文献：
Li et al. Self-resetting Molecular Probes for Nucleic Acids Detection Enabled by Fuel Dissipative Systems, Nano Today, 2021, 41, 101308
DOI: 10.1016/j.nantod.2021.101308
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013221002334