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当前 miRNA 检测方法存在局限，研究人员设计并构建基于级联逻辑门的电化学（EC）分析策略，用于区分胰腺癌（PC）、乳腺癌（BC）和肺癌（LC）。该方法能精准识别癌症，为系统和精准医学提供新工具。
在当今社会，癌症如同高悬在人类健康头顶的 “达摩克利斯之剑”，严重威胁着公众的生命安全。癌症的发病机制宛如一团迷雾，其中涉及众多分子间复杂的相互作用和调控机制。微小核糖核酸（miRNA）作为潜藏在人体体液中的 “健康密码”，是极具价值的癌症生物标志物。不同的 miRNA 组合，或许就是解开癌症发病机制谜团、区分不同癌症类型的关键钥匙。然而，现有的 miRNA 检测方法，如 Northern 印迹法、实时定量转录聚合酶链反应（qRT-PCR）等，却有着明显的短板。它们往往只能检测单个离散的目标，在分析多个 miRNA 之间的逻辑关系时显得力不从心，而且样本预处理步骤繁琐，还需要昂贵的仪器设备，这就如同戴着镣铐跳舞，极大地限制了癌症诊断技术的发展。
为了突破这些困境，研究人员踏上了探索之旅。虽然文中未明确研究机构，但他们的研究成果却意义非凡。研究人员设计并构建了一种基于级联逻辑门的电化学（EC）分析策略，将电化学传感器、DNA 框架探针和 DNA 逻辑门技术巧妙融合，旨在通过分析体液中多样的 miRNA 组合来识别多种癌症。该研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》上，为癌症诊断领域带来了新的曙光。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是利用 DNA 逻辑门技术，通过精心设计 DNA 链之间的相互作用，构建级联逻辑门，实现对多种 miRNA 组合逻辑关系的分析；二是借助电化学传感器，将生物信息高效转化为可量化的电信号，以此检测逻辑门的输出结果；三是采用四面体 DNA 框架（TDF）探针，凭借其高可编程性、良好的生物相容性和检测灵敏度，固定在电极表面，辅助电极表面的氧化还原反应。
设计策略
研究人员的目标是构建级联逻辑门的 EC 分析系统，以此有效区分 PC、BC 和 LC。根据逻辑真值表，PC 可通过 AND1-AND2 门的逻辑关系，凭借 miR-21、miR-155 和 miR-6746 的组合来识别；BC 可依据 AND1-AND3 门的逻辑关系，由 miR-21、miR-155 和 miR-373 的组合识别；LC 则能借助 AND1-AND3-AND4 门的逻辑关系，利用特定 miRNA 组合识别。这就像是为每种癌症量身定制了一把独特的 “钥匙”，通过 miRNA 组合的逻辑关系来精准开启诊断的大门。
检测性能
研究结果令人欣喜。构建的三个级联 AND 逻辑门展现出优异的检测性能，检测限（LOD）分别可达 0.62 nM、0.37 nM 和 0.41 nM。并且在 1 nM 至 1 μM 的浓度范围内，电流值与 miRNA 组合浓度之间呈现出良好的线性关系（R2>0.99）。这意味着该方法在检测 miRNA 组合浓度时，既灵敏又可靠，为后续的癌症诊断提供了坚实的数据基础。
实际样本检测
更值得一提的是，这种基于多串联逻辑门的 EC 方法，在实际样本检测中也表现出色。无论是在 TM 缓冲液中，还是在 50% 胎牛血清样本里，都能通过特定的 miRNA 组合，准确区分 PC、BC 和 LC。这表明该方法具有良好的实用性和适应性，即使在复杂的生物样本环境中，也能保持稳定的检测性能。
研究成功开发出结合 TDF 探针与 DNA 逻辑门技术的级联 AND 逻辑门 EC 分析方法。EC 传感器助力快速、直接且精准地检测 DNA 逻辑门的输出链，级联逻辑门则成功建立起多种 miRNA 在不同癌症类别中的逻辑关系。凭借该方法，研究人员成功区分了三种模拟癌症样本。这一成果意义重大，它为癌症诊断提供了一种精准、快速且具备逻辑分析能力的新工具，为系统和精准医学的发展注入了新的活力。在未来，有望基于此技术进一步优化癌症诊断流程，提高诊断效率和准确性，为癌症患者带来更多的希望。
