microRNA的檢測廣泛應用于癌癥、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的線性范圍內具有較高的靈敏度，在優化條件下，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、出色的穩定性和良好的再現性，可實現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納米復合材料的無標記電化學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用前景。
流程圖1。(A) MXene-rGO-Au納米復合材料的制備示意圖和(B) miRNA-21電化學生物傳感器示意圖。
圖1. 制備的(A,D) MXene、(B,E) MXene- rGO - Au和(C,F) MXene- AuPd納米復合材料的SEM和TEM圖像。
圖2. (A) MXene、MXene- rGO - Au和MXene- AuPd納米復合材料的XRD譜圖和(B) XPS譜圖。(C) MXene，MXene-rGO-Au和MXene-AuPd納米復合材料的Ti 2p的高分辨率XPS光譜。MXene-rGO-Au和MXene-AuPd納米復合材料中（D，E）Au 4f的XPS光譜和MXene-AuPd納米復合材料中（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的培養時間，與MXene-AuPd連接，對DPV反應的影響。
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的對數濃度與DPV電流的關系。(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次測量結果(100 fM)。
相關研究成果由南方醫科大學南方醫院腎內科，國家腎臟疾病臨床醫學研究中心，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、華南理工大學化學與化工學院，廣東省燃料電池技術重點實驗室Shuzhou Guo等人于2023年發表在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。
轉自《石墨烯研究》公眾號
