基于磁性微球与荧光标记技术的miRNA-320b生物传感器在食管癌早期诊断中的应用研究

针对食管癌早期诊断技术复杂、侵入性强的问题，研究人员开发了一种基于磁性微球与3-氨基苯硼酸交联的荧光生物传感器，实现了对生物标志物miRNA-320b的高灵敏度检测（LOD=1.42 fM），为资源匮乏地区提供了简便高效的筛查方案。

　　

食管癌作为全球第六大癌症死因，在中国占全球死亡病例的56%，其早期诊断长期依赖内镜等侵入性检查，患者依从性差且医疗资源消耗大。miRNA-320b作为食管鳞癌（ESCC）特征性生物标志物，在肿瘤组织和血清外泌体中显著高表达，但现有检测方法存在灵敏度不足、操作复杂等缺陷。为此，研究人员开发了一种创新性荧光生物传感器系统。

该研究采用羧基化磁性微球为载体，通过EDC/NHS活化后固定Cap-DNA探针，利用碱基互补配对捕获miRNA-320b。创新性地引入3-氨基苯硼酸（3-APBA）作为桥接分子，其硼酸基团特异性识别miRNA-320b 3'端核糖顺式二醇结构，通过硼酸酯化共价连接羧基荧光素，实现信号放大与背景抑制。结合磁分离技术，有效消除溶液相干扰，使检测限达到飞摩尔级（1.42 fM），线性范围跨越5个数量级（10^-14至10^-9 M）。

关键技术包括：1）磁性微球表面DNA探针固定技术；2）基于硼酸酯化的特异性RNA标记方法；3）磁分离辅助的荧光信号检测体系。研究通过扫描电镜（SEM）和Zeta电位表征材料特性，采用荧光分光光度计（FLS920）定量分析。

【材料与仪器】部分显示，该平台选用Thermo Scientific Apreo 2电镜进行形貌分析，Zetasizer Nano ZS90测定粒径分布，关键试剂如Fe₃O₄和3-APBA均来自专业供应商。

【原理】部分阐明，传感器通过"Cap-DNA-miRNA-320b-3-APBA-荧光素"级联反应实现特异性识别。当目标miRNA存在时，其3'端顺式二醇与APBA形成五元环状硼酸酯，而DNA因缺乏该结构不被标记，这种结构差异确保检测特异性。

【结论】强调该平台具备三大优势：1）无需核酸扩增步骤，避免交叉污染；2）磁分离技术简化操作流程，适合基层应用；3）硼酸化学标记策略可拓展至其他含顺式二醇的RNA检测。研究为ESCC早期筛查提供了新思路，尤其适用于医疗资源匮乏地区。论文发表于《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》，通讯作者Jinming Kong和Xueji Zhang团队的工作得到国家自然科学基金（21974068）支持。