Biomimetischer Nanochannel-Ionkanal-Hybrid zur ultrasensitiven und label-freien Detektion von MicroRNA in Zellen

Ein biomimetischer Nanochannel-Ionkanal-Hybrid, gekoppelt mit einem elektrochemischen Detektor, wurde entwickelt für die label-freie und ultrasensitive Detektion von MicroRNA (miRNA) in Zellen. Probe-einzelsträngige DNA (ssDNA) wurde zunächst auf der Außenseite der Nanochannel-Ionkanal-Hybridmembran immobilisiert, die mit der Ziel-miRNA in Zellen hybridisieren kann. Aufgrund der einzigartigen Massenübetragungseigenschaft des hybriden Systems können die DNA-miRNA-Hybridisierungsreaktionen in Echtzeit sensibel mittels elektrochemischer Techniken überwacht werden. Noch wichtiger ist, dass aufgrund der extrem kleinen Größe der Ionkanäle der Prozess der DNA-Probenimmobilisierung und Hybridisierung auf der Außenseite der Ionkanalseite durchgeführt werden kann, was effektiv die Blockierung und Beschädigung der Kanäle vermeidet und somit die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Methode erheblich verbessert. Mit dieser Strategie kann die miRNA im Bereich von 0,1 fM bis 0,1 μM jederzeit mit einer niedrigen Nachweisgrenze von 15,4 aM detektiert werden, was wesentlich niedriger ist als die meisten berichteten Arbeiten. Die vorliegende Strategie bietet eine sensible und label-freie Plattform zur miRNA-Detektion, die von großer Bedeutung für die biomedizinische Forschung und klinische Diagnostik sein wird.