Schematisch diagram van miRNA-detectieschema gebaseerd op fase-geïnduceerde laterale verplaatsingsmeting. Ingevoegde figuur (a) Waarnemingsmechanisme gebaseerd op een scherpe faseverandering. (b) Waarnemingssignaal bij miRNA-injectie. Credit: Nanofotonica (2023). DOI: 10.1515/nanoph-2023-0432
Een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Yang Hui van het Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een ultragevoelige MXene-verbeterde plasmonische biosensor voorgesteld voor realtime en labelvrije detectie van microRNA’s (miRNA’s).
De studie was gepubliceerd in Nanofotonica op 11 oktober.
Als kleine, niet-coderende RNA-moleculen spelen miRNA’s een belangrijke rol bij de ontwikkeling en progressie van verschillende soorten kanker. De detectie van miRNA’s is belangrijk voor de diagnostiek en prognose in een vroeg stadium, omdat ze als biomarkers kunnen fungeren.
Vanwege hun intrinsieke kenmerken, zoals kleine omvang, korte sequentielengte, lage concentratieniveaus en hoge sequentiehomologie in complexe echte monsters, zijn traditionele detectiestrategieën voor miRNA’s echter een uitdaging.
In deze studie ontdekten de onderzoekers dat de reflectiviteit van het plasmonische substraat aanzienlijk kon worden verminderd door er een dunne laag MXene-nanosheets op te spincoaten, wat resulteerde in een scherpe faseverandering bij de plasmon-resonantiehoek van het oppervlak. De scherpe faseverandering zou dan een groot lateraal verplaatsingssignaal induceren en de detectiegevoeligheid vergroten.
Op basis van deze biosensing-aanpak realiseerden de onderzoekers ultragevoelige detectie van doel-miRNA met een detectielimiet zo laag als 10 fM. Het detectiesignaal maakte de gemakkelijke differentiatie van het doel-miRNA van het niet-overeenkomende miRNA met één base mogelijk.
Bovendien demonstreert deze plasmonische biosensor het vermogen om miRNA’s te detecteren in complexe media, zoals onverdunde menselijke serummonsters, zonder de detectiegevoeligheid in gevaar te brengen.
“Onze biosensortechniek biedt een veelbelovend hulpmiddel voor effectieve detectie van miRNA. Het kan uitgroeien tot een platform voor het detecteren van een brede klasse nano-objecten, zoals vele andere tumorbiomarkers bij klinische diagnose en virale deeltjes”, aldus prof. Yang.
Meer informatie:
Yuye Wang et al., Ultragevoelige labelvrije miRNA-21-detectie gebaseerd op MXene-verbeterde plasmonische laterale verplaatsingsmeting, Nanofotonica (2023). DOI: 10.1515/nanoph-2023-0432
Geleverd door de Chinese Academie van Wetenschappen
