研究人员提出了用于miRNA测定的新型生物传感器

微小RNA（miRNAs）是诊断和预后疾病的有价值的生物标志物。2024年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家Victor Ambros和Gary Ruvkun，以表彰他们发现在转录后基因调控中起重要作用的miRNA

许多miRNA与肿瘤的发病机制密切相关，包括细胞增殖、侵袭。建立可靠的miRNA诊断模型有助于早期发现各种高危癌前病变

中国科学院苏州生物医学工程技术研究所（SIBET）的研究人员最近提出了一种基于DNA纳米结构分解辅助菌株促进的炔-叠氮环加成（SPAAC）连接的新策略，用于高灵敏度检测miRNA（见图1）

由苗鹏教授领导的研究人员设计了一种三维DNA三角锥锥体（TPF）作为靶识别的支架，该支架不仅保留了一个带有三个巯基顶点的DNA三角底部，用于在金表面牢固固定，还为随后的DNA结构转变提供了三个单链侧边

题为“DNA纳米结构分解辅助SPAAC连接用于电化学生物传感”的研究结果发表在《纳米快报》上

在靶miRNA存在的情况下，利用双链特异性核酸酶（DSN）消化DNA TPF顶部的单链DNA，这可以导致DNA三角形的恢复，然后有利于随后的SPAAC连接以定位多条信号链

SPAAC是叠氮化物与环辛炔之间不含任何金属和酶的点击反应，具有高选择性和生物正交性。它适用于DNA纳米结构离散位点的连接

图2。电极修饰的电化学表征和发夹结构的信号增强效应。来源：SIBET图3。（A） 检测一系列浓度miRNA的方波伏安图。（B） miRNA浓度的对数与峰值电流强度之间的线性关系。（C） 记录峰值电流，用于分析标准缓冲液和血清样本中不同浓度的miRNA。（D） 用于分析miR-141和错配序列的峰电流比较。（E） 用于分析miR-141和错配序列混合物的峰电流比较。（F） 健康个体和患者样本中检测到的miR141浓度的方框图。来源：SIBET

由于DNA TPF侧边缘的设计，可以形成多个含二茂铁的发夹，从而缩短电化学物种和电极之间的距离（见图2）

通过记录和分析反应，研究人员建立了一种高灵敏度的电化学生物传感器，具有高灵敏度和可重复性。临床应用显示了良好的稳定性（见图3）

这种传感策略依赖于DNA纳米结构和点击化学的整合，这可能会激发DNA纳米技术发展和临床化学应用的进一步设计 More information: Tingting Wang et al, DNA Nanostructure Disintegration-Assisted SPAAC Ligation for Electrochemical Biosensing, Nano Letters (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c03394

Journal information: Nano Letters