microRNA的檢測廣泛應(yīng)用于癌癥、急性腎損傷等疾病的早期診斷。在這項工作中，我們成功構(gòu)建了一個無標記的超靈敏生物傳感器，用于即時檢測miRNA-21。合成了MXene -還原氧化石墨烯(rGO)-Au作為固定DNA探針的電極材料，MXene-AuPd作為信號放大材料。該傳感器在1 fM ~ 1 nM的線性范圍內(nèi)具有較高的靈敏度，在優(yōu)化條件下，制備的生物傳感器的檢出限低至0.42 fM。該生物傳感器還具有高特異性、出色的穩(wěn)定性和良好的再現(xiàn)性，可實現(xiàn)對小鼠和人真實尿液樣本中miRNA-21的高靈敏度準確檢測。基于MXene納米復(fù)合材料的無標記電化學(xué)生物傳感器在癌癥和急性腎損傷的早期診斷方面具有潛在的應(yīng)用前景。
流程圖1。(A) MXene-rGO-Au納米復(fù)合材料的制備示意圖和(B) miRNA-21電化學(xué)生物傳感器示意圖。
圖1. 制備的(A,D) MXene、(B,E) MXene- rGO - Au和(C,F) MXene- AuPd納米復(fù)合材料的SEM和TEM圖像。
圖2. (A) MXene、MXene- rGO - Au和MXene- AuPd納米復(fù)合材料的XRD譜圖和(B) XPS譜圖。(C) MXene，MXene-rGO-Au和MXene-AuPd納米復(fù)合材料的Ti 2p的高分辨率XPS光譜。MXene-rGO-Au和MXene-AuPd納米復(fù)合材料中（D，E）Au 4f的XPS光譜和MXene-AuPd納米復(fù)合材料中（F）Pd 3d的XPS光譜。
圖3. (A) miRNA-21生物傳感器在含0.1 M KCl的5 mM 溶液中的CV曲線和(B) EIS Nyquist圖:(a) GCE， (b) MXene-rGO-Au/GCE， (c) CP/MXene-rGO-Au/GCE， (d) MCH/CP/MXene-rGO-Au/GCE， (e) miRNA/MCH/CP/MXene-rGO-Au/GCE， (f) MXene-AuPd/miRNA/MCH/CP/MXene-rGO-Au/GCE。
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圖4. (A) CP和(B) SP濃度、(C) miRNA-21與CP和(D) miRNA-21與SP的培養(yǎng)時間，與MXene-AuPd連接，對DPV反應(yīng)的影響。
圖5. (A) MXene - rGO - Au基生物傳感器分別測量含miRNA-21濃度為0、1、5、10和100 fM以及1、10、100和1 nM溶液時的DPV曲線。(B)來自miRNA-21生物傳感器的miRNA-21的對數(shù)濃度與DPV電流的關(guān)系。(C)基于MXene - rGO - Au的生物傳感器與不同的100 fM miRNA雜化的效果。(D) MXene - rGO - Au基生物傳感器的峰值電流10次測量結(jié)果(100 fM)。
相關(guān)研究成果由南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院腎內(nèi)科，國家腎臟疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，器官衰竭防治國家重點實驗室，廣東省腎臟病研究所，廣東省腎功能衰竭研究重點實驗室、華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，廣東省燃料電池技術(shù)重點實驗室Shuzhou Guo等人于2023年發(fā)表在Microchemical Journal (https://doi.org/10.1016/j.microc.2023.108656)上。原文：A label-free ultrasensitive microRNA-21 electrochemical biosensor based on MXene (Ti3C2)-reduced graphene oxide-Au nanocomposites。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
