ACS Sensors. DNA驱动的光热放大传感器用于细胞外囊泡的高灵敏视觉测定

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

细胞外小泡是当前生物医学研究和未来医学诊断的重要焦点。然而，对用于定量读数的专门精密仪器的要求限制了对专门实验室设置的EV的灵敏测量，这又限制了基于EV的液体活检的从工作台到床边的转换。在这项工作中，基于DNA驱动的光热放大传感器开发了一个简单的温度输出平台，用于使用简单的家用温度计对EVs进行高灵敏度的视觉检测。构建在便携式微孔板上的抗体-适体夹心免疫结构可特异性识别EVs。通过一锅反应，切割介导的指数滚环扩增在EV表面原位启动，产生大量的G-四链体-DNA-血红素缀合物。在3，3′，5，5′-四甲基联苯胺-H2O2系统中，通过G-四链体-DNA-氯化血红素缀合物引导的有效光热转换和调节实现了温度的显著放大。通过明显的温度输出，DNA驱动的光热转换器能够在接近单个颗粒的水平上实现高灵敏度的EV检测，并支持直接在血清样品中高度特异性地识别肿瘤衍生的EV，而不需要任何复杂的仪器或标记过程。受益于高灵敏度的视觉量化、易于使用的读数和便携式检测，这种光热策略有望在专业现场筛查和家庭自检中作为基于EV的液体活检进行传递。

简介

用于EV高灵敏度视觉测定的DNA驱动光热放大传感器的示意图

具有不同G4-DNA序列的反应溶液的吸收光谱(A)和温度升高(B );反应溶液中不同组分的吸收光谱(C)和温度升高(D):(a)TMB+ H2O2，(b)氯化血红素，(C)氯化血红素+ TMB，(D)氯化血红素+ H2O2，(e)氯化血红素+ TMB + H2O2，(f) G3ATA-G4 +氯化血红素，(g) G3ATA-G4 +氯化血红素+ TMB，(h) G3ATA-G4 +氯化血红素+H2O 2和(i) G3ATA-G4 +氯化血红素+ TMB + H2O2。插图是相应样品的照片。上述实验中使用的TMB、H2O2、氯化血红素和G4-DNA的浓度分别为0.8 mM、0.1 mM、5微和0.1微。

(A)氧化TMB的浓度(7.1-32.5 μm ol/L)和10-90秒的辐照时间对温度升高的影响；(B)在连续照射下G3ATA-G4-DNA-氯化血红素缀合物催化的TMB-H2O2反应系统的光热过程动力学；(C)G3ATA-G4-DNA-氯化血红素缀合物催化的TMB-H2O2反应系统的光热循环曲线；和(D)pH对温度升高的影响。TMB，0.8毫米；H2O2，0.1mM；氯化血红素，5微米；G3ATA，0.1 μM。

（A）CDT形成的页面分析。车道1：结扎探针（L）；车道2：挂锁探针（P）；车道3：L + P；车道4：L + P + Exo I + Exo III；车道5：L + P + T4 DNA连接酶；车道6：L + P + T4 DNA连接酶+ Exo I + Exo III。（B）RCA产品的页面分析。车道1：LCA产品；车道2：CM-ERCA产品。在不同条件下，在EV表面原位启动的CM-ERCA反应系统的吸收光谱（C）和温度升高（D）。在光热计策略中使用了1.3×105粒子/μL EV。

（A）EV的温度升高和对数浓度之间的线性关系（分别为65、1.3×102、6.5×102、1.3×103、6.5×103、1.3×104、6.5×104和1.3×105粒子/μL）。插图是相应样本的照片。（B）血清样本中EV（1.3×105颗粒/μL）和各种干扰物质（K+（10 mM）、Na+（100 mM）、BSA（100 μg/mL）、葡萄糖（10 mM）、甘氨酸（10 mM））、半胱氨酸（10 mM）、酪氨酸酶（100 U/mL）和粘蛋白-1（100 U/

（A）用建议方法分析的临床样本的温度输出。（B）显示HC、c-BCP和BCP之间EV表达差异的散点图（**，p < 0.01）。

相关成果以“DNA-Driven Photothermal Amplification Transducer for Highly Sensitive Visual Determination of Extracellular Vesicles”，发表在国际学术期刊“ACS Sensors”上。

https://doi.org/10.1021/acssensors.3c00247

转自：“NANO学术”微信公众号

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