三氧化钨/石墨烯复合材料结合催化发夹组装目标物循环及酶信号放大构建超灵敏电化学传感器检测miRNA

信阳师范学院化学化工学院黄克靖教授(点击查看详细)课题组首次报道了基于三氧化钨/石墨烯复合材料结合催化发夹组装目标物循环及酶信号放大的超灵敏电化学传感器检测microRNA,他们以钨酸钠、草酸、水合肼和石墨烯为原料一步水热法合成了三氧化钨/石墨烯纳米复合材料,并以此材料和金纳米为电极基底,结合催化发夹组装目标物循环及酶信号放大技术以及电化学-化学-化学氧化循环检测体系构建了一个超灵敏的电化学生物传感平台用于microRNA的特异检测。

MicroRNA (miRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA 分子,在许多生物过程发挥重要功能,例如发育调控、增值、变异、基因的遗传调控等。近年来,一些研究表明microRNA与癌症的发生、发展息息相关。因此对microRNA的分析测定对于人类的健康具有重要意义。然而,由于microRNA在生物样品中的低丰度和小体积的特点,传统的检测方法在灵敏度和选择性方面仍具有很大的挑战。

三氧化钨是一种典型的过度金属氧化物,由于其本身的物理和化学特性,如不同的晶体学结构、尺寸小、比表面积大等,近年被广泛应用在气致变色、电致变色、光催化及气体传感器等方面。然而,由于其导电性不好,在电化学生物传感器的应用报道很少。石墨烯是一个片层的二维碳材料,由于其大的比表面积、良好的导电性和化学稳定性,被广泛应用在电化学生物传感器的构建。

近日,信阳师范学院化学化工学院黄克靖教授点击查看详细课题组首次报道了基于三氧化钨/石墨烯复合材料结合催化发夹组装目标物循环及酶信号放大的超灵敏电化学传感器检测microRNA,他们以钨酸钠、草酸、水合肼和石墨烯为原料一步水热法合成了三氧化钨/石墨烯纳米复合材料,并以此材料和金纳米为电极基底,结合催化发夹组装目标物循环及酶信号放大技术以及电化学-化学-化学氧化循环检测体系构建了一个超灵敏的电化学生物传感平台用于microRNA的特异检测。下图为传感器构建的示意图。

三氧化钨/石墨烯复合材料结合催化发夹组装目标物循环及酶信号放大构建超灵敏电化学传感器检测miRNA

新方法对于目标microRNA的线性范围为0.1 fM ~ 100 pM,检出限低至0.05 fM,并且该传感器对碱基错配具有良好的选择,被成功应用于人血清样品分析。与传统的方法相比,该方法结合了三氧化钨/石墨烯纳米复合材料好的导电性、生物兼容性和大的比表面积,催化发夹组装目标物循环及酶信号放大作用以及电化学-化学-化学氧化循环检测体系的检测信号扩增作用,具有灵敏度高、选择性好、稳定性强等优点,在临床检测microRNA方面具有很大的应用潜力,并且为早期癌症诊断治疗和药物筛选等方面提供了新技术和新方法。

三氧化钨/石墨烯复合材料结合催化发夹组装目标物循环及酶信号放大构建超灵敏电化学传感器检测miRNA

黄克靖教授

该研究成果近期发表在国际期刊Biosensors and Bioelectronics上,第一作者硕士研究生帅洪磊

该研究工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技创新团队项目、河南省高校科技创新团队项目、信阳师范学院南湖学者计划等项目的大力支持。

该论文作者为:Hong-Lei Shuai, Ke-Jing Huang, Ling-Li Xing, Ying-Xu Chen

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566316305899

Ultrasensitive electrochemical sensing platform for microRNA based on tungsten oxide-graphene composites coupling with catalyzed hairpin assembly target recycling and enzyme signal amplification.

Biosens. Bioelectron.201686, 337–345, DOI: 10.1016/j.bios.2016.06.057

本文来自X-MOL,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。