综述:Emil Pale?ek教授:在捷克科学院生物物理研究所与电极和生物分子共度的七十年

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:European Biophysics Journal 2.2

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  本文回顾了捷克科学院生物物理研究所(IBP)奠基人之一Emil Pale?ek教授(1930-2018)的卓越学术生涯,重点呈现其在核酸电化学领域的开创性贡献。通过梳理其63年科研历程(1955-2018),系统总结了IBP实验室在电极界面生物分子检测技术中的突破性成果,包括DNA构象转变机制、氧化还原标记策略等核心发现。文章特别强调其获得捷克国家科学奖(2014)和Neuron基金会奖(2017)的学术价值,为生物传感与分子诊断领域研究者提供重要参考。

  

【学术生涯里程碑】
1955年标志着捷克科学院生物物理研究所(IBP)的成立与Emil Pale?ek科研生涯的起点双重意义。这位出生于1930年的生物化学家,在完成学业后立即加入IBP,开创性地将电极技术应用于核酸研究,建立了核酸电化学(nucleic acids electrochemistry)这一全新交叉学科。其团队开发的汞电极检测法首次实现DNA构象变化的实时监测,为后续单核苷酸多态性(SNP)检测奠定基础。

【核心技术突破】
通过优化交流伏安法(AC voltammetry),Pale?ek实验室成功解析DNA双螺旋结构转变的动力学参数。其1980年代提出的"结构敏感电极响应"理论,阐明DNA变性(denaturation)过程中鸟嘌呤氧化信号增强的分子机制。该发现直接推动电化学生物传感器(electrochemical biosensor)在基因突变检测中的应用,相关技术专利被广泛应用于遗传病筛查。

【学术荣誉体系】
2014年捷克国家科学奖(Czech Head Award)表彰其在生物分子界面研究中的系统性贡献,特别是开发出能区分B型与Z型DNA的电化学指纹技术。2017年Neuron基金会奖则肯定其团队在循环肿瘤DNA(ctDNA)早期检测方法的创新,通过纳米金电极阵列将检测灵敏度提升至10-18 mol/L水平。

【学科传承影响】
Pale?ek建立的科研范式持续影响IBP研究方向,其开发的脉冲伏安法(pulse voltammetry)至今仍是研究蛋白质-DNA相互作用的标准方法。团队在《自然·方法学》发表的电极表面核酸固定化方案,被引次数超过2000次,成为生物传感领域的经典技术。

【未解问题展望】
文章最后指出当前核酸电化学面临的挑战:如何将实验室级别的检测技术转化为临床诊断设备,以及解决复杂生物样本中非特异性吸附问题。这些方向正是Pale?ek晚年重点布局的领域,其未完成的研究笔记显示,他正探索石墨烯-金属复合电极在液体活检中的应用潜力。

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