第一作者：Yan Zhaoong>
通讯作者：朱树芸; Fengli Qu
通讯单位：曲阜师范大学
研究内容：
DNA稳定的银纳米簇（DNA/Ag NCs）是一种有用的电化学传感纳米材料，具有优异的电活性和良好的稳定性，而周围核苷酸对其电活性的影响尚未研究。在此，我们验证了由 Ag NCs 附近富含 T 的核酸序列引起的 DNA/Ag NCs 电活性的核苷酸辅助增强机制。基于富T核酸增强Ag NCs（NAE-Ag NCs）结合混合链反应（HCR），建立了一种新型的信号增强电化学生物传感平台，用于超灵敏检测miRNA。在存在目标 miRNA-155 的情况下，可以触发 HCR 以在电极上生成包含大量 Ag NCs 合成位点和富含 T 的悬垂链的双链。随着电极上相邻Ag NCs的电沉积，富含T的核酸的较大氧化电位导致更强的电子接受能力，这可能有助于增加电流响应。富含 T 的 NAE HCR 电化学策略导致 miRNA-155 检测的检测限为 0.39 fM，比传统的基于 HCR 的电化学传感器低一个数量级。这种富含T的核酸辅助增强机制为构建用于生物标志物检测和临床诊断的高灵敏度、无标记、低成本、简单的传感平台提供了新的方向。
要点一：
本文报道了富T序列对Ag NCs电活性的增强作用。基于NAE-Ag NCs的作用，结合HCR扩增，提出了一种超灵敏、无标记的miRNA检测电化学传感器。由于双放大特点，检测限比传统的HCR传感器低一个数量级。实现这一改进的方法如下: (1) HCR生成链中含有多个Ag NCs合成位点，原位生成大量电活性Ag NCs。(2)富T碱基序列对Ag NCs的附加作用导致电极上产生的电化学信号显著增加。
要点二：
对于该传感器，不仅证明了其优良的miRNA检测性能，而且在实际的细胞样本中也证明了其实用性。这种生物传感策略在基于miRNA的分子诊断方面具有巨大的潜力。这一NAE-Ag NCs机制可能为更敏感的电化学传感器设计提供重要线索。
图1: 基于NAE-Ag NCs 和HCR的miRNA-155超灵敏检测示意图。
图2:富T碱基序列增强Ag NCs电极电化学信号的示意图。
图3: A)不同富碱基序列对电化学信号强度的影响。(B)不同T碱基数对电化学信号强度的影响。
图4: 不同样品的原生PAGE图像(8% PAGE, 45 mA, 40 min): M: DNA标记;通道a: miRNA-155 (2 μM); b道:H1(2 μM); c道:H2-T (2 μM); d道:H3-T (2 μM); e道:miRNA-155 (2 μM)和H1(2 μM)的混合物; 通道f: miRNA-155 (2 μM)、H1 (2 μM)和H2-T(2 μM); 列g: miRNA-155 (2 μM)， H1 (2 μM)， H2-T (2 μM)和H3-T (2 μM)。
图5: 优化(A) AgNO3浓度(H1、H2-T和H3-T浓度为2 μM)。(B) HCR时间(H1、H2-T、H3-T浓度为2 μM)。(C) H2-T和H3-T浓度(miRNA-155浓度为1 nM)。
图6: (A)结合T-rich碱基序列和HCR双扩增策略的传感器中不同浓度miRNA-155的SWV电流响应。(从a到i: 0, 0.5 fM, 1fm, 10 fm, 100 fm, 1 pm, 10 pm, 100 pm, 1 nM)。(B)相应的SWV峰值电流与lg c的校准图。
参考文献
Zhao, Y.; Lu, C.; Zhao, X.-E.; Kong, W.; Zhu, S.; Qu, F., A T-rich nucleic acid-enhanced electrochemical platform based on electroactive silver nanoclusters for miRNA detection. Biosensors and Bioelectronics 2022, 114215.
