基于CeO2@Ag杂化纳米花和无酶级联信号放大器的电化学传感策略用于miRNA超灵敏检测

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MicroRNA(miRNA)被称为转录后调节因子,可形成复杂的调节网络,参与细胞分化、发育和稳态等重要生命活动过程。大量研究证明了miRNA可存在于体液中,并评估了循环miRNA作为生物标志物在不同类型癌症中的潜在应用。因此,循环miRNA被认为是早期诊断、术后评估和治疗监测的潜在肿瘤标志物。然而,由于miRNA的丰度较低(仅占总RNA的0.01%),直接在血清或血浆中检测它仍然是一个重大挑战。因此,开发一种高灵敏度、抗干扰能力强、低成本的传感策略对miRNA的广泛检测应用具有重要价值。综上所述,本研究探索了一种结合新型纳米材料和DNA信号放大器的电化学传感平台,用于循环miRNA的精准检测。第一部分是CeO2@Ag杂化纳米花合成方法的探索以及信号探针的构建。基于课题组的前期基础,我们合成了具有层状结构的Ag纳米花。利用原位合成的方法将CeO2合成到纳米花上。该合成方法简便、快捷,不需要加热、真空等复杂的反应条件。基于纳米花的大比表面积和CeO2与Ag的协同作用,该双金属纳米花表现出极强的类过氧化氢酶活性和高效的电催化活性,为后续构建性能优越的信号探针奠定了良好基础。第二部分是无酶级联信号放大器的构建及电化学传感策略在miRNA分析中的应用。基于分支催化发夹组装原理,我们设计了末端具有DNAzyme序列的发夹结构。在目标分子miRNA的作用下,三个发夹结构被依次破坏,最终形成分支结构,对修饰在磁珠上的底物进行切割。最终释放出的连接子可以将信号探针与电极界面进行连接,进而产生较强的电信号。整个过程中,靶标循环触发分支结构的产生,激活的分支DNAzyme不断切割底物,实现了级联放大的效果,进一步提高了灵敏度。结果显示,该电化学传感策略的检测限低至0.89 f M,具有优异的选择性、良好的稳定性和重现性。在血清回收试验中,回收率区间为95.7%至110.0%,证实了该策略对循环miRNA的检测潜力。基于以上优点,所构建的基于CeO2@Ag杂化纳米花和无酶级联信号放大器的电化学传感器策略为miRNA的检测分析提供了新思路,有望服务于与miRNA相关的基础研究、临床诊断、疗效监测和预后判断,具有广阔的应用前景。
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