双通道光生物传感器用于在活体肌肉细胞中同时检测miR-133a和ATP
Liandong Zhao1, Mingzhu Zhao1, Jing Wang1
1Key Laboratory of Life-Organic Analysis of Shandong Province, School of Chemistry and Chemical Engineering, Qufu Normal University, Qufu, 273165, P.R. China.
Mikrochimica acta
|July 31, 2025
概括
这项研究引入了一种新的双通道光生物传感器,用于检测肌肉细胞中的miR-133a和ATP. 这项创新为监测肌肉损伤和新陈代谢提供了一种非侵入性方法.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分子诊断学 分子诊断学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 肌肉损伤在体育和体育活动中构成重大挑战,目前的诊断方法如肌肉活检是侵入性的,缺乏动态数据.
- 需要先进的非侵入性工具来监测与肌肉损伤和新陈代谢相关的细胞变化.
研究的目的:
- 开发一种双通道光生物传感器,用于在活小鼠肌细胞中同时检测miR-133a和腺三酸盐 (ATP).
- 利用miR-133a和ATP作为肌肉损伤和细胞能量代谢的生物标志物的病理生理学作用.
主要方法:
- 使用二硫化物 (MoS) 纳米片和光共振能量转移 (FRET) 的生物传感器的开发.
- 在MoS2纳米片上,FAM标记的miR-133a特定单链DNA (ssDNA) 和Cy5标记的ATP体探头的固定.
- 基于光火和目标结合后恢复的检测机制,使用对焦显微镜和流细胞计在小鼠肌细胞中进行验证.
主要成果:
- 实现了敏感检测,检测极限 (LOD) 为miR-133a的3.3 pM,ATP的0.33 μM.
- 在实验室中使用小鼠肌细胞证明了生物传感器的高特异性和生物相容性.
- 在细胞环境中成功同时检测了两个生物标志物.
结论:
- 开发的双通道光生物传感器为监测细胞环境中的miR-133a和ATP水平提供了一个敏感和特定的平台.
- 这种非侵入性方法解决了肌肉损伤传统诊断方法的局限性.
- 该平台为体育医学研究和监测肌肉组织中的分子动态奠定了潜在应用的基础.
