基于核酸外切酶III与自锁DNAzyme协同作用的级联信号放大荧光生物传感器用于microRNA检测

本研究针对复杂生物样本中microRNA检测面临的灵敏度低、背景噪声高和基质干扰强等挑战，开发了一种基于核酸外切酶III（Exo III）和自锁DNAzyme（SLD）协同驱动的级联放大荧光生物传感器。该传感器通过Exo III介导的靶标循环放大和SLD构象门控催化机制，实现了对miRNA-155的无标记、等温检测，检测线性范围达50 fM–10 pM，检测限为4.96 fM，在血清基质中展现出优异特异性，为肿瘤早期筛查和液体活检提供了高精度解决方案。

　　

微型核糖核酸(microRNAs, miRNAs)作为基因表达的关键调控因子，与癌症、神经退行性疾病和心血管疾病的发展密切相关。然而，在复杂生物样本中，由于灵敏度低、背景噪声和基质干扰等问题，其检测仍面临挑战，阻碍了早期肿瘤筛查和液体活检等临床应用。

为此，研究人员开发了一种基于核酸外切酶III(Exonuclease III, Exo III)和自锁DNAzyme(self-locking DNAzyme, SLD)协同驱动的级联放大荧光生物传感器。该策略巧妙利用Exo III介导的靶标诱导DNA/RNA异源双链循环消化，释放多个信号转换链；同时SLD的刚性构象门能抑制非特异性催化，直到被靶标特异性分子钥匙解锁。激活后的DNAzyme通过迭代切割荧光标记的报告分子驱动二级放大。

这种双放大机制实现了对miRNA-155的无标记、等温检测，线性范围达50 fM–10 pM，检测限(limit of detection, LOD)低至4.96 fM。特别值得注意的是，该传感器在血清基质中表现出强大特异性，有效克服了同源miRNA交叉反应和复杂生物干扰。通过将靶标循环与构象门控催化相结合，该平台为miRNA分析提供了一种经济高效、高精度的解决方案，在即时诊断和基于液体活检的早期癌症检测领域具有重要应用前景。