湖南大學/南華大學：研發(fā)智能手機介導的“一體式”生物傳感芯片，用于視覺和價值輔助檢測

近日，湖南大學蔡仁/南華大學楊紅芬基于CRISPR/Cas12a交叉切割技術和高效納米酶，制造了一種智能手機介導的自供電生物傳感器，用于檢測miRNA-141。AuPtPd@GDY納米酶作為一種新型納米酶和信號放大協(xié)同作用加速器，表現(xiàn)出催化級聯(lián)顯色反應的優(yōu)異能力和高電導率，以增強miRNA-141測定的電化學信號。在CRISPR/Cas12a橫切S2葡萄糖氧化酶（S2-GOD）后，電化學信號減弱，通過監(jiān)測信號的減少來檢測miRNA-141。相關工作以“A Smartphone-Mediated “All-In-One” Biosensing Chip for Visual and Value-Assisted Detection”為題發(fā)表在國際著名期刊Analytical Chemistry上。

研究要點

要點1. 作者報告了一種基于CRISPR/Cas12a交叉切割技術和高效納米酶的新型自供電生物傳感器，用于視覺和價值輔助檢測miRNA-141。

要點2. 發(fā)夾H2順序地使miRNA-141和ExoIII（即核酸外切酶）雜交，形成ExoIII-H2-miRNA-141，這是一種環(huán)狀結構，經(jīng)ExoIII特異性切割后釋放出miRNA-141，H2仍呈發(fā)夾環(huán)形式。釋放的miRNA-141進一步參與下一個循環(huán)過程。當Cas12a/crRNA復合物（一種DNA切割酶）被添加到陽極室中時，形成Cas12a/crRNA/H2二倍體結構，激活Cas12a的核酸酶切割活性，以非特異性消化S2葡萄糖氧化酶（S2-GOD，即單鏈核苷酸）。S2-GOD完全降解后，生物傳感器的電化學信號減弱，在此過程中檢測到miRNA-141。

要點3. 自供電生物傳感器能夠實現(xiàn)miRNA-141的數(shù)值輔助和視覺檢測，檢測限分別為3.1和15 aM。基于雙模自供電傳感系統(tǒng)，設計了一種智能手機介導的“一體式”生物傳感芯片，實現(xiàn)了對miRNA-141的實時智能監(jiān)測。

這項工作為設計多功能生物傳感器提供了一種新方法，以實現(xiàn)腫瘤生物標志物的可視化和便攜式檢測。

研究圖文

圖1. AuPtPd@GDY的表征。

圖2. 電極修飾過程。

圖3.（a）AuPtPd@GDY納米酶機制示意圖.（b）不同反應體系的紫外-可見光譜。（c）催化反應體系中·OH的EPR譜。催化過程中的（d）自由能圖和（e）狀態(tài)密度。

圖4.（a）在電化學模式下，存在不同濃度的miRNA-141的自供電生物傳感器的Eocv。（b）Eocv和miRNA-141濃度之間的關系（插圖：校準圖）。（c）在比色模式下，在不同濃度的miRNA-141存在下，自供電生物傳感器的紫外-可見吸收率。（d）紫外吸光度（652 nm處）和miRNA-141濃度之間的關系（插圖，反應溶液顏色變化的照片圖像）。

文獻詳情

A Smartphone-Mediated “All-In-One” Biosensing Chip for Visual and Value-Assisted Detection

Jing Xu, Yujin Li, Futing Wang, Hongfen Yang,* Ke-Jing Huang, Ren Cai,* Weihong Tan

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c03854

來源：崛步化學

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