基于DNA发夹自折叠与催化延伸的均相电化学蛋白质检测新方法

《Biosensors and Bioelectronics》：Homogeneous electrochemical protein assay based on repeated DNA hairpin self-folding and catalyzed extension

本文报道了一种基于高效自引发扩增策略的均相电化学方法，用于检测基因组稳定性关键蛋白Flap Endonuclease 1 (FEN1)。该方法采用特殊设计的哑铃状DNA探针(dumbbell DNA)，在靶蛋白FEN1触发下发生重复的DNA发夹自折叠、催化延伸及多联体形成，通过嵌入电化学物质（如亚甲蓝MB）产生显著信号。所构建的丝网印刷电极(SPE)实现了反应与检测腔室的分离，具有高灵敏度（检测限低至0.0114 mU）、优异特异性及良好临床应用潜力，为生物医学研究、临床诊断和药物筛选提供了新型传感平台。

　　

Highlight

材料与化学品

铁氰化钾、亚铁氰化钾、氯化钾、氯化钠、金精三羧酸(ATA)、牛血清白蛋白(BSA)、胰蛋白酶、亚甲蓝(MB)和乙二胺四乙酸(EDTA)购自Sigma-Aldrich（美国）。所有其他化学品均为分析纯。双链特异性核酸酶(DSN)购自Genomax Technologies Pte Ltd.（新加坡）。FEN1、Klenow片段、EcoRI、BamHI、DpnI、Bst、Bst 2.0和Bst 3.0购自New England Biolabs（北京，中国）。

丝网印刷电极(SPE)的电化学表征

为了实现便捷的电化学分析，首先制备了一种带有反应和检测腔室的即用型丝网印刷电极(SPE)（图1a）。两个腔室通过一个微通道连接。左侧腔室开放用于加载溶液，右侧腔室则用PC板密封以防止可能的污染。通过设计的孔进行移液操作后，溶液可以轻松地通过微通道转移到密封腔室（图1b）。在检测腔室中观察到了可靠的电化学响应。

结论

总之，我们构建了一种便捷可靠的均相电化学方法用于蛋白质检测，并以FEN1作为目标实例。所设计的SPE确保了反应的稳健性和读数的稳定性。检测系统中仅涉及一种哑铃状结构的单一DNA探针。精心构建了自引发扩增过程，以Bst聚合酶作为驱动，实现重复的DNA发夹自折叠和链延伸。通过记录SPE腔室中的电化学信号，该方法实现了对FEN1的超灵敏检测。