中科院研發(fā)出DNA納米結(jié)構(gòu)電化學生物傳感器

近日，中科院上海應用物理研究所、蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所、復旦大學中山醫(yī)院、上海計量測試技術(shù)研究院合作開發(fā)了一種基于DNA納米結(jié)構(gòu)修飾界面的電化學生物傳感器，用于microRNA腫瘤靶標的超靈敏檢測。相關(guān)工作已于近日發(fā)表于Scientific Reports(Sci. Rep. 2012, 2, 867)。

微小RNA(microRNA)是一種內(nèi)源性的非編碼單鏈RNA，在細胞的一系列生理發(fā)育過程中起著重要的調(diào)控作用。研究者發(fā)現(xiàn)，microRNA的異常表達與很多腫瘤的發(fā)生發(fā)展直接相關(guān)，特別是發(fā)現(xiàn)它可以穩(wěn)定地在血清中存在，是一類非常有前景的腫瘤標記物。

與傳統(tǒng)的PCR等均相檢測方法相比，基于表面反應的電化學生物傳感器對疾病相關(guān)的microRNAs檢測具有更加廉價、更容易實現(xiàn)現(xiàn)場檢測的優(yōu)點。然而，電化學生物傳感器的靈敏度常常受到界面?zhèn)髻|(zhì)過程和擁擠效應的限制。為了解決這些問題，樊春海研究員及其團隊之前已發(fā)展了利用三維DNA納米結(jié)構(gòu)修飾金電極表面的新方法，可以顯著增強表面分子的結(jié)合能力和提高檢測靈敏度(Adv. Mater., 2010, 22, 4754-4758; J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 13148-13151)。

在樊春海研究員指導下，聞艷麗等科研人員將這種DNA納米結(jié)構(gòu)修飾表面用于microRNA的傳感檢測。研究表明，這種新型的生物傳感器可以檢測到aM(10-18 mol/L)水平(<1000個分子)的microRNAs，具有良好的單堿基區(qū)分能力，且能與前體RNA很好地區(qū)分。

這種新型生物傳感器具有靈敏度高、重復性好、無需標記和無需PCR擴增的優(yōu)點，研究者對于一系列食管鱗狀細胞癌病人樣本中的miRNAs表達水平進行了分析，并實現(xiàn)了對癌組織和癌旁組織的良好區(qū)分。

一種用于microRNA腫瘤靶標的超靈敏檢測的基于DNA納米結(jié)構(gòu)修飾界面的電化學生物傳感器