基于金纳米颗粒与G-四链体/血红素DNAzyme的双色信号放大生物传感器用于多重microRNA检测

本文开发了一种基于金纳米颗粒(GNPs)和G-四链体/血红素DNAzyme的双色信号放大生物传感器，通过催化发夹组装(CHA)和杂交链式反应(HCR)实现miR-10b和miR-21的同时检测。该传感器结合磁珠(MBs)分离技术，无需复杂操作和昂贵仪器，即可通过肉眼观察颜色变化（红色变浅和ABTS/H2O2变绿）实现癌症的精准诊断，为POCT(床旁检测)提供了新思路。

　　

Highlight亮点

本研究创新性地将金纳米颗粒(GNPs)的显色特性与G-四链体/血红素DNAzyme的催化活性相结合，开发出能同时检测两种肿瘤标志物的双色信号放大平台。

Apparatus仪器设备

紫外-可见光谱采用上海美谱UV-6000PC紫外分光光度计测定。琼脂糖凝胶电泳使用Tanon EPS-300电泳系统进行，凝胶成像采用Tanon 1600系统观察。金纳米颗粒(GNPs)的粒径通过BeNano 90纳米粒度及Zeta电位分析仪测定。

Chemicals and reagents化学试剂

所有化学试剂均为分析纯，未经进一步纯化直接使用。氯金酸、过氧化氢、血红素等试剂均购自Sigma-Aldrich公司。DNA寡核苷酸由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。

Principle of the proposed dual-colorimetric biosensor双色生物传感器原理

如方案1所示，该传感器工作原理包含两部分：(1)通过miR-10b触发的催化发夹组装(CHA)和miR-21诱导的杂交链式反应(HCR)实现信号放大；(2)基于GNPs和G-四链体/血红素DNAzyme的双色信号输出。简单来说，当存在miR-10b时，会引发金纳米颗粒(GNPs)与磁珠(MBs)之间的CHA反应，使GNPs偶联到MBs上；同时miR-21可激活MBs上的HCR反应。磁分离后，上清液颜色由红变浅，而MBs沉淀物上形成的G-四链体/血红素DNAzyme能将无色的ABTS/H₂O₂催化成绿色产物。

Conclusion结论

我们成功开发了一种基于GNPs和G-四链体/血红素DNAzyme的双色信号放大生物传感器，用于同时检测miR-10b和miR-21。该传感器通过简单的磁分离步骤和肉眼观察即可实现双重miRNA检测，不仅避免了复杂操作和昂贵仪器，还显著提高了癌症诊断的准确性。这项研究为床旁检测(POCT)中的多靶标分析提供了新策略，具有高灵敏度、高选择性、操作简便、快速准确和成本效益等优势。