基于超微电极的无标记均相电化学DNA传感器

摘要：

特定序列核酸的检测在临床病原体检测、癌症早期诊断以及遗传病确诊等方面至关重要.无标记均相电化学传感器在低消耗、低成本、易操作、快速检测和高重复性等方面具有显著的优势.我们基于复合功能核酸分子和超微电极检测装置,构建了无标记均相电化学核酸传感器,用于PIK3CA循环肿瘤DNA(ctDNA)的高特异性检测.将PIK3CA ctDNA互补序列和G-四聚体脱氧核酶偶联,分别作为目标识别元件和信号转换元件,设计了具有茎环结构的单链DNA,其中G-四聚体和ctDNA互补序列通过碱基互补被封闭.当目标DNA即PIK3CA与其互补序列特异性结合后会导致DNA构象变化,释放G-四聚体并发挥过氧化物酶的活性,催化H2O2和对苯二酚(HQ)反应,产生对苯醌(BQ)和水.使用碳纤维超微电极微型电化学装置对微升体积样本中HQ和BQ的氧化还原电流信号进行检测.结果 表明:氧化还原电流信号随目标DNA分子浓度变化而变化,检测限达20 nM,可有效区分完全互补序列和单碱基错配序列DNA.此外,在血清掺杂样本中该传感器表现出类似的检测效果.本研究设计的电化学生物传感器实现了微升体积内ctDNA的高性能检测,为特定病原体或肿瘤基因的靶向DNA序列检测提供了一种新思路,在医学诊断和便携式检测中具有广阔的应用前景.

关键词：G-四聚体脱氧核酶、超微电极、氯化高铁血红素、PIK3CA循环肿瘤DNA、循环伏安法

所属期刊栏目：18

分类号：O657.11;TP212.3(分析化学)

资助基金：西安交通大学基本科研业务费xzy012019071;大学生创新训练项目SJ201910698404;国家自然科学基金资助项目31800827

在线出版日期：2021-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：32-38