Energía libre estándar (ΔG) de procesos de reacción y análisis PAGE. Crédito:SIBET
Investigadores del Instituto de Ingeniería y Tecnología Biomédica de Suzhou (SIBET) de la Academia de Ciencias de China propusieron recientemente una estrategia de ensamblaje de ADN estructurado mano a mano y desarrollaron un biosensor electroquímico/fluorescente de modo dual para el ADN tumoral circulante basado en azul de metileno. y nanopuntos de carbono emisivos rojos.
El nuevo sensor combina las características de los sensores electroquímicos y fluorescentes, cuyas fuentes de señal y métodos de construcción suelen ser bastante diferentes, según los investigadores.
Y el sensor electroquímico es un método cualitativo o cuantitativo basado en la correlación entre el cambio de señal eléctrica causado por el objetivo y la concentración u otros parámetros físicos. Un sensor de fluorescencia es un método de detección cualitativa o cuantitativa mediante la transmisión de una combinación específica de objetivo y elemento de reconocimiento al elemento de fluorescencia, provocando el cambio de la intensidad de la fluorescencia o la longitud de onda de emisión.
"La integración de las dos tecnologías para la detección síncrona en un sistema único no solo puede mejorar de manera efectiva la precisión de la detección, sino también reducir la influencia de las señales de fondo, las fluctuaciones de los instrumentos y otros factores en las señales obtenidas", dijo Miao Peng, investigador principal del estudio. y también científica del SIBEBT.
Específicamente, la sonda A en este sensor está inmovilizada en la superficie del electrodo a través del grupo tiol marcado en su terminal 5'. En presencia del objetivo, se forman cadenas dobles completas entre el objetivo y su dominio de unión en la sonda A.
Mientras tanto, se abre la región del tallo y se libera la región monocatenaria que es la encargada de abrir la segunda horquilla de la Sonda B. Se conjuga previamente con el nanopunto de carbono emisivo rojo a través del terminal 3' NH2 . Posteriormente, la estructura de horquilla de la sonda C se abre con la región monocatenaria liberada de la sonda B.
Además, la sonda C puede desplazar la secuencia objetivo para formar una estructura de unión de tres vías completa. El objetivo se recicla así y ayuda a la formación de múltiples uniones de tres vías. Dado que abundantes moléculas de azul de metileno en el terminal 3' de la sonda C se encuentran cerca de la interfaz del electrodo, se podría registrar una respuesta electroquímica significativa para revelar el objetivo.
El brazo oscilante monocatenario liberado formado por el terminal 3' de la sonda A y el terminal 5' de la sonda B en la unión de tres vías actúa como el terminal 3' de acoplamiento de la ADNzima de la sonda B en la unión de tres vías adyacente como el sustrato Así se fabrica la monocapa de ADN estructurada mano a mano.
Con la existencia de Mg 2+ , la secuencia del sustrato se puede escindir y los nanopuntos de carbono conjugados se liberan en la solución. "Al medir el aumento de la emisión de fluorescencia, el nivel objetivo original también se puede evaluar mediante la técnica de fluorescencia", dijo Miao.
El cálculo teórico y las imágenes de electroforesis en gel confirmaron la viabilidad de la reacción. Los nanopuntos de carbono sintetizados tienen una fuerte antiinterferencia y pueden mantener una alta estabilidad de fluorescencia en el entorno fisiológico.
A través de una serie de pruebas cuantitativas y de optimización de condiciones, Miao y su equipo establecieron las curvas de calibración lineal de las intensidades electroquímicas/fluorescentes y la concentración objetivo, que pueden lograr un amplio rango lineal de seis órdenes de magnitud.
Al mismo tiempo, el contenido del objetivo también se puede distinguir fácilmente mediante imágenes de fluorescencia. El sensor de modo dual desarrollado en este trabajo es novedoso con alta sensibilidad y gran escalabilidad, lo que puede proporcionar una poderosa herramienta para el análisis de ácidos nucleicos y el diagnóstico clínico.
Se espera que el sensor se utilice ampliamente en investigación básica, detección ambiental, ensayos clínicos y otros campos.
Los resultados del estudio se publicaron en el último número del Chemical Engineering Journal . Los científicos desarrollan un nuevo biosensor de ADN tumoral circulante
