Nieuwe elektrochemische biosensor voor vroege opsporing van kanker

Exosomen als potentiële biomarkers in vloeibare biopsie hebben een groot potentieel voor vroege kankerdiagnose en monitoring van sterk uitgezaaide kankercellen. Onlangs heeft een groep onderzoekers een nieuwe elektrochemische biosensor voorgesteld voor gevoelige identificatie en detectie van doel-exosomen. De biosensor, gebaseerd op 2D MXene-membranen versierd met hiërarchische Au-nanoarrays, vertoont een bevredigende reproduceerbaarheid, een breed lineair bereik en een hoge gevoeligheid voor exosoomdetectie.

Exosomen zijn kleine extracellulaire blaasjes met een groottebereik van 30-150 nm die zijn afgeleid van tumorcellen. Elektrochemische biosensoren, die zeer gevoelig en selectief zijn met een breed lineair bereik en lage kosten, kunnen worden beschouwd als een geschikt analytisch platform voor exosoommetingen.

In dit werk kozen Dong Wenfei en zijn team van het Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) van de Chinese Academie van Wetenschappen MXene-nanobladen, een tweedimensionaal materiaal met een groot oppervlak, hoge elektrische geleidbaarheid en katalytisch vermogen, als de bouwstenen van MXene-membraanbereiding via gemakkelijke vacuümfiltratie.

Het team introduceerde vervolgens Au-nanoarrays en groeide in situ op de MXene-membranen.

“De verkregen combinatie van MXene-membraan vertoonde een uitstekende geleidbaarheid, een grote actieve plaats voor immobilisatie van aptamer en versnelde ladingsoverdracht”, zegt You Qiannan, eerste auteur van de studie, een promovendus van SIBET.

Samengesteld membraan gemodificeerd door EpCAM erkende aptameer kan specifiek doel-exosomen vangen. In de tussentijd verankeren de doel-exosomen aptamer voor CD63 en verbeteren ze de detectiegevoeligheid en nauwkeurigheid van de biosensor.

Dit composietmembraan maakte gebruik van de kenmerken van grootschalige voorbereiding en MXene-membraanreduceerbaarheid, waardoor de biosensor een goede nauwkeurigheid en stabiliteit kon realiseren bij exosoombepaling.

Dit werk biedt een nieuw platform met een hoge gevoeligheid voor nauwkeurige detectie van exosomen en verbreedt de toepassing van tweedimensionale materialen op het gebied van biosensing, aldus Dong.

Dit werk is gepubliceerd in Biosensoren en bio-elektronica.