无金属电化学传感器通过蓝光驱动开环复分解聚合实现microRNA-320b超灵敏检测及其在食管鳞癌早期诊断中的应用

本刊推荐：本研究创新性地开发了一种基于蓝光驱动开环复分解聚合（photo-ROMP）的无金属电化学传感器，通过光氧化还原机制引发2-（乙烯氧基）乙醇（VEOH）介导的聚合反应，实现了对食管鳞癌（ESCC）生物标志物microRNA-320b（miRNA-320b）的超灵敏检测（检测限1.1 fM）。该策略兼具无金属操作、高灵敏度和抗干扰能力，为ESCC早期筛查提供了新途径。

　　

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Materials

所有寡核苷酸（包括DNA1、miRNA-320b、DNA2、单错配RNA（sm-RNA）、三错配RNA（tm-RNA）、miRNA-126和miRNA-21）均购自上海生工生物工程技术服务有限公司，并经过HPLC纯化。序列详见表S1。2,4,6-三(4-甲氧基苯基)吡啶四氟硼酸盐（TMPYP-BF₄）和环戊烯二茂铁（CFc）由上海麦克林生化科技有限公司提供。

The reaction mechanism of photo-ROMP

本研究提出了一种新型电化学方法，利用光驱动开环复分解聚合（photo-ROMP）触发的信号放大技术，实现对miRNA-320b的高灵敏度检测。其结构设计如Scheme 1A所示：首先，通过两种DNA探针与miRNA-320b形成三明治结构。具体而言，巯基修饰的DNA1被固定于氧化铟锡（ITO）电极表面，可特异性识别miRNA-320b；随后，羧基修饰的DNA2通过酯化反应与引发剂2-（乙烯氧基）乙醇（VEOH）偶联，并在蓝光LED（455-470 nm）照射下激活光敏剂TMPYP-BF₄，氧化VEOH产生阳离子自由基，引发环戊烯二茂铁（CFc）单体的聚合反应，在电极表面原位生成导电聚合物，从而显著放大电化学信号。

Conclusions

本研究开发了一种基于蓝光驱动开环复分解聚合（ROMP）反应的高灵敏度miRNA-320b电化学传感器。该传感器通过双DNA探针特异性识别目标分子，并在无金属条件下通过光控聚合实现信号放大，兼具高特异性、稳定性和抗干扰能力，为食管鳞癌（ESCC）的早期筛查提供了创新性检测平台。