核酸在其堿基序列及其雜化-絡合結構中包含大量的信息，因此可利用這一特性開發像機器一樣具有能動性的DNA納米結構以模擬生物現象。最近，西南大學袁若教授課題組設計了一種可實現連續逆時針和順時針切換的DNA納米剪刀，同時控制核酸以在一步鏈置換內反應實現了DNA剪刀的再生。雖然現已報道的多數DNA納米機器可以進行大規模的結構構象改變，但由于其構象的轉變是建立在驅動力對原結構的破壞基礎之上，DNA納米機器的構象轉換多是一次性的。而設計的可以無損再生以實現二次利用的DNA納米剪刀很好的彌補了上述缺憾，并進一步利用該機器構建了生物傳感器以檢測癌癥標志物。
DNA納米剪刀首先孵育在修飾PTCA-PEI-Ru(II)的電極表面，此時，DNA剪刀處于打開狀態。當引入修飾了二茂鐵標記的DNA單鏈（Fc-DNA），其能與DNA剪刀的暴露端支鏈A和B雜交，導致DNA逆時針旋轉從而變為關閉狀態。此時，二茂鐵和Ru（II）絡合物之間存在自由基反應和電子轉移，Ru（II）絡合物的ECL信號猝滅。而當加入目標物miRNA-21，其能通過鏈置換反應替換Fc-DNA，并與DNA納米剪刀的暴露端支鏈B和C雜交，DNA剪刀進行順時針旋轉。由于Fc-DNA被miRNA-21取代以及DETA-A和PTCA-PEI-Ru（II）膜之間距離靠近，ECL信號明顯增強。值得注意的是，當引入置換ssDNA時，其與miRNA-21完全雜交產生DNA雙鏈將miRNA-21置換出剪刀結構，此時DNA剪刀切換到最開始的“打開”狀態，并且由于一步內的鏈置換反應而使生物傳感器平臺實現再生。
這一成果近期發表在Analytical Chemistry 上。
