蘇州醫工所提出基於納米螢光調控的比率型miRNA傳感策略
2020-11-30 中國科學院蘇州醫工所提出基於納米螢光調控的比率型miRNA傳感策略
2019-08-15 蘇州生物醫學工程技術研究所
語音播報
miRNA是一類非編碼小分子RNA，是基因表達的關鍵調節因子。越來越多的報導指出miRNA在調節細胞分化、增殖和凋亡中起到關鍵作用，其異常表達往往發生在病理細胞中。此外，由於miRNA與其他長鏈RNA相比非常穩定，因此它們被認為是診斷多種疾病的理想標誌物。但是miRNA的相關特性如分子量小、表達量低和序列同源性高等，對高靈敏定量分析帶來巨大挑戰。傳統的分析方法包括Northern印跡、微陣列和qRT-PCR可以實現miRNA的精確測定，但是存在價格昂貴、耗時長、操作複雜等缺點。因此，開發用於生物醫學研究和臨床診斷的高靈敏、高選擇性的miRNA檢測方法具有十分重要的意義。
近期，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究員繆鵬課題組在前期銀納米簇的研究基礎上，進一步研發了一種基於銀納米簇螢光調控的比率型miRNA傳感策略，並引入了雜交鏈式反應，在目標miRNA存在條件下，將原有的紅色螢光轉變成黃色螢光，不僅保證了高靈敏度的檢測，還可用於miRNA在細胞內的原位成像。實驗結果表明，該方法的線性檢測範圍為10-11到10-8 M，最低檢測限為2.8 pM。該傳感策略還將信號生成與放大組合為一個步驟，極大地簡化了程序並縮短了檢測時間。所合成的銀納米簇是以DNA為模板，具有較高的螢光量子產率、光穩定性、可調螢光發射和良好的生物相容性等，有望廣泛應用於光學傳感和生物醫學成像。相應的研究成果已發表(Sensors & Actuators: B. Chemical, 2019, 297, 126788)。
論文連結
圖1 （A）不同濃度目標miRNA(0, 0.01, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 3,5, 10 nM）存在時各DNA探針雜交後銀納米簇的螢光光譜圖。（B,C）黃色、紅色螢光發射峰強度與miRNA的對數濃度之間的校準曲線。（D）紅色螢光與黃色螢光發射峰強度比值與miRNA的對數濃度之間校準曲線。
圖2 （A,B）HeLa細胞與（C,D）HUVEC細胞的共聚焦顯微鏡圖像。A,C為只加入銀納米簇的細胞；B,D為同時加入銀納米簇、捕獲探針與輔助探針的細胞。
miRNA是一類非編碼小分子RNA，是基因表達的關鍵調節因子。越來越多的報導指出miRNA在調節細胞分化、增殖和凋亡中起到關鍵作用，其異常表達往往發生在病理細胞中。此外，由於miRNA與其他長鏈RNA相比非常穩定，因此它們被認為是診斷多種疾病的理想標誌物。但是miRNA的相關特性如分子量小、表達量低和序列同源性高等，對高靈敏定量分析帶來巨大挑戰。傳統的分析方法包括Northern印跡、微陣列和qRT-PCR可以實現miRNA的精確測定，但是存在價格昂貴、耗時長、操作複雜等缺點。因此，開發用於生物醫學研究和臨床診斷的高靈敏、高選擇性的miRNA檢測方法具有十分重要的意義。
近期，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究員繆鵬課題組在前期銀納米簇的研究基礎上，進一步研發了一種基於銀納米簇螢光調控的比率型miRNA傳感策略，並引入了雜交鏈式反應，在目標miRNA存在條件下，將原有的紅色螢光轉變成黃色螢光，不僅保證了高靈敏度的檢測，還可用於miRNA在細胞內的原位成像。實驗結果表明，該方法的線性檢測範圍為10-11到10-8 M，最低檢測限為2.8 pM。該傳感策略還將信號生成與放大組合為一個步驟，極大地簡化了程序並縮短了檢測時間。所合成的銀納米簇是以DNA為模板，具有較高的螢光量子產率、光穩定性、可調螢光發射和良好的生物相容性等，有望廣泛應用於光學傳感和生物醫學成像。相應的研究成果已發表(Sensors & Actuators: B. Chemical, 2019, 297, 126788)。
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