乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(HBV)感染引起的肝臟疾病，引起了公共衛(wèi)生的關(guān)注。感染乙型肝炎病毒的人死于肝硬化和癌癥的風(fēng)險(xiǎn)更大，因此檢測這種高度傳染性和致病性的病毒至關(guān)重要。因此，選擇HBV作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(HCR)是一種無酶信號擴(kuò)增技術(shù)，反應(yīng)條件溫和(37°C，與CRISPR/Cas反應(yīng)條件相當(dāng))，擴(kuò)增效率高。

福州大學(xué)林振宇、邱彬和莆田學(xué)院Zhonghui Chen結(jié)合雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(HCR)的高擴(kuò)增效率、CRISPR/Cas12a系統(tǒng)的高特異性以及基于報(bào)告探針負(fù)電荷調(diào)節(jié)的均勻電化學(xué)發(fā)光(ECL)分析的便利性，開發(fā)了一種靈敏的乙型肝炎病毒DNA ECL生物傳感器。該傳感器不需要復(fù)雜的電極改性；因此，具有較好的再現(xiàn)性。此外，由于雙信號放大，傳感器具有高靈敏度。在10 fM至10 nM的范圍內(nèi)，ECL強(qiáng)度與目標(biāo)濃度的對數(shù)呈強(qiáng)線性關(guān)系，檢測極限為7.41 fM。

研究要點(diǎn)

要點(diǎn)1. 作者首先合成釕聯(lián)吡啶摻雜的二氧化硅納米粒子(Ru@SiO2 NPs)，然后在納米粒子上修飾可誘導(dǎo)HCR擴(kuò)增的引發(fā)鏈觸發(fā)DNA，通過HCR擴(kuò)增反應(yīng)在顆粒上實(shí)現(xiàn)了大量的負(fù)電荷修飾。納米顆粒到達(dá)帶負(fù)電荷的工作電極的效率可以被調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)ECL信號的變化。發(fā)光體表面的長DNA可以阻止共反應(yīng)劑進(jìn)入孔與聯(lián)吡啶釕反應(yīng)。這些因素結(jié)合在一起產(chǎn)生了一個(gè)低背景系統(tǒng)。

要點(diǎn)2. 在靶存在的情況下，Cas12a的反式切割活性被觸發(fā)，發(fā)光體表面的觸發(fā)DNA被Cas12a切割；因此不能發(fā)生HCR擴(kuò)增。因此，發(fā)光體的電負(fù)性降低，導(dǎo)致與帶負(fù)電的氧化銦錫(ITO)電極的靜電排斥減少，允許發(fā)光體更容易接近工作電極。此外，由于發(fā)光體表面沒有阻礙電子和共反應(yīng)劑傳輸?shù)拈L鏈DNA，因此ECL信號很強(qiáng)。在沒有靶標(biāo)的情況下，Cas12a的活性不能被激活，并且發(fā)光表面上修飾的起始鏈DNA觸發(fā)HCR擴(kuò)增。這在發(fā)光體的表面上產(chǎn)生大量的長鏈DNA，導(dǎo)致發(fā)光的負(fù)電荷增加以及與帶負(fù)電荷的ITO電極的靜電排斥。因此，發(fā)光體到達(dá)電極界面變得具有挑戰(zhàn)性。此外，HCR產(chǎn)生的較長DNA鏈會堵塞發(fā)光體的表面，從而阻礙電子和助反應(yīng)劑的傳輸。由于靜電排斥和材料傳輸阻塞的雙重作用，ECL信號進(jìn)一步降低。

要點(diǎn)3. 該傳感器不需要復(fù)雜的電極修改；因此具有較好的再現(xiàn)性。此外，由于雙信號放大，傳感器具有高靈敏度。在10 fM至10 nM的范圍內(nèi)，ECL強(qiáng)度與目標(biāo)濃度的對數(shù)呈強(qiáng)線性關(guān)系，檢測極限為7.41 fM。

該傳感器在檢測臨床樣本方面顯示出較高的準(zhǔn)確性，在臨床測試中具有巨大的應(yīng)用潛力。

來源：傳感器專家網(wǎng)