通过将核酶转化为催化剂,构建3D刚性化DNA纳米设备以防止干扰和加强生物传感
Yinghao Cheng1, Guohui Xue2, Linwen Lan3
1Wenzhou Key Laboratory of Cancer Pathogenesis and Translation, Key Laboratory of Laboratory Medicine, Ministry of Education, School of Laboratory Medicine and Life Sciences, Wenzhou Medical University, 325000, PR China; College of Materials and Chemical Engineering, Minjiang University, Fuzhou, Fujian, 350108, PR China.
Biosensors & bioelectronics
|July 1, 2023
概括
一种新的3D DNA硬化纳米装置 (3D RND) 克服了核酶降解,从而增强了DNA生物传感. 这种抗干扰策略可以改善信号放大,并有助于结直肠癌的诊断.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 纳米技术纳米技术
- 分子诊断学 分子诊断学
背景情况:
- 由于核酶降解,DNA生物传感器在生理环境中面临限制.
- 这种降解是DNA纳米技术和生物传感器开发的一个主要障碍.
- 现有的生物传感策略在复杂的生物样本中扎干扰和信号放大.
研究的目的:
- 开发一种使用3D DNA硬化纳米设备 (3D RND) 的抗干扰和强化生物传感策略.
- 在复杂的生物环境中增强DNA生物传感器的稳定性和灵敏性.
- 证明3D RND对临床诊断,特别是结肠直肠癌 (CRC) 的有用性.
主要方法:
- 设计了一种3D四面体DNA支架 (3D RND),具有识别区域和用于核酶耐药性的palindromic尾巴.
- 利用核酶转化为催化剂的方法在目标结合时进行信号放大.
- 采用聚合酶和核酶共同驱动的构造变化,用于增强生物感知.
- 在8小时内验证了3D RND系统与10%血清的兼容性.
主要成果:
- 3D RND表现出增强的核酶抗性,导致低虚假阳性信号.
- 在目标miRNA检测后,纳米设备解锁,触发了放大形状降级.
- 在室温下在2小时内实现了~700%的信号响应改善.
- 在仿生条件下,证明了~10倍的检测下限 (LOD).
- 成功应用了3D RND用于基于血清miRNA的结直肠癌临床诊断.
结论:
- 3D RND为复杂环境中的DNA生物传感提供了强大且抗干扰的策略.
- 这种方法显著提高了信号放大和检测灵敏度.
- 3D RND显示出作为临床诊断的可靠工具的承诺,包括区分结直肠癌患者与健康个体.
