化学发光光纤传感器超灵敏生物标志物检测

  • 2024 - 03 - 01
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针对癌细胞中FEN1活性低、难以检测的问题,东北师范大学化学学院的杨丽教授研究团队近日提出了一种创新性的传感方法。该方法结合了化学发光光纤传感器(COFSs)与无酶杂交链反应(HCR)核酸扩增策略,实现了对HeLa细胞中FEN1的高灵敏检测。相关研究以《杂交链式反应化学发光光纤生物传感器对皮瓣内切酶 1 的超灵敏检测》(“Ultrasensitive detection of flap endonuclease 1 using a chemiluminescence optical fiber biosensor with hybridization chain reaction”)为题,已在英国皇家化学会的sensors & Diagnostics期刊上发表。这一突破性的研究为癌症诊断和治疗提供了新的有力工具。

磁分离技术图

该图示方法首先运用磁分离技术,成功分离出由FEN1切割分叉结构双链DNA所产生的短链DNA(即5'-flap)。为特异性捕获5'-flap,采用硅烷化反应将发夹探针修饰在光纤传感区表面。一旦光纤传感区捕获到5'-flap,发夹探针将打开,并作为引发剂触发由生物素修饰的H1和H2级联反应,进而实现HCR扩增。

HCR扩增过程导致光纤传感区表面产生大量的生物素结合位点。借助生物素与链霉亲和素之间的特异性结合,引入了链霉亲和素修饰的辣根过氧化物酶(SA-HRP)。最终,通过催化化学发光底物,实现了对FEN1的高灵敏度监测。

光纤传感器装置图

如图所展示的光纤传感器装置,经过精心设计与开发,展现出卓越的分析性能。其对FEN1的检测线性范围广泛,涵盖10 fM至75 pM,且检测限低至3.4 fM,显示出极高的灵敏度。此外,该装置还成功应用于HeLa细胞裂解液中FEN1的测定,其所得结果与标准的ELISA法相一致,验证了其准确性和可靠性。这一成果为FEN1的定量检测提供了新的有力工具。

论文链接:https://doi.org/10.1039/D3SD00230F