肽屏蔽与逻辑门控激活的Pt NCs@D-MXene增强型电化学发光生物传感器用于VEGFR高选择性监测

本文开发了一种基于肽-DNA杂交与CRISPR/Cas13a级联放大的电化学发光(ECL)生物传感器，通过Pt纳米簇修饰MXene(Pt NCs@D-MXene)电极增强信号，结合VEGFR响应型肽开关实现超灵敏检测(LOD≈1.05 pg/mL)。该平台创新性地将构象肽开关与逻辑门控(AND gate)分子电路结合，在血清样本中展现96.8%–104.3%回收率，为肿瘤血管生成标志物检测提供了高特异性、模块化的精准医学工具。

　　

亮点

• 首创肽屏蔽-逻辑门控协同机制实现VEGFR特异性识别

• Pt NCs@D-MXene复合材料使ECL信号增强3.8倍

• 四级级联放大使检测限突破皮克级(1.05 pg/mL)

• 临床血清样本验证显示优异抗干扰能力

材料与化学试剂

QK肽(KLTWQELYQLKYKGI-GGGGS-KKKKK)由GL Biochem合成(纯度>95%)。VEGFR-2重组蛋白购自R&D Systems，FEN1内切酶、T4 DNA连接酶和T7 RNA聚合酶来自New England Biolabs，CRISPR/Cas13a系统由IDT提供。

ECL生物传感器工作原理

如示意图所示，该传感器通过"构象开关肽-FEN1-T4-T7-CRISPR"五级联锁反应实现信号放大：

1. VEGFR结合触发QK肽构象变化，暴露flap-DNA区域；

2. FEN1切割激活T4连接酶环化反应；

3. T7聚合酶启动滚环转录(RCT)生成RNA；

4. Cas13a/crRNA复合物被转录RNA激活，切割淬灭层G-四链体；

5. Pt NCs@D-MXene催化luminol/O₂体系恢复ECL发射。

结论

本研究构建的智能生物传感器将分子逻辑运算与纳米材料增强相结合，不仅为VEGFR检测提供了新范式，其模块化设计可拓展至其他疾病标志物检测，在癌症早诊和疗效监测领域具有重要应用价值。