基于超微电极的无标记均相电化学DNA传感器

• 作者: 党珮珠 田璐瑶 束玉茹 郑嘉玥 陈芳明 张德文 王健
• 来源期刊: 生命科学仪器
• 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
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 研究报告|Research report
• 页码范围: 32-38
• 页数: 7页
• 分类号: O657.11|TP212.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.11967/2020181204

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.