Des chercheurs de l'Institut d'ingénierie et de technologie biomédicales de Suzhou (SIBET) de l'Académie chinoise des sciences ont récemment proposé une stratégie d'assemblage d'ADN structuré main dans la main et développé un biocapteur bimode électrochimique/fluorescent pour l'ADN tumoral circulant à base de bleu de méthylène et des nanopoints de carbone émissifs dans le rouge.

Le nouveau capteur combine les caractéristiques des capteurs électrochimiques et fluorescents, dont les sources de signal et les méthodes de construction sont généralement assez différentes, selon les chercheurs.

Et le capteur électrochimique est une méthode qualitative ou quantitative basée sur la corrélation entre le changement de signal électrique causé par la cible et la concentration ou d'autres paramètres physiques. Un capteur de fluorescence est une méthode de détection qualitative ou quantitative en transmettant une combinaison spécifique de cible et d'élément de reconnaissance à l'élément de fluorescence, provoquant le changement d'intensité de fluorescence ou de longueur d'onde d'émission.

"L'intégration des deux technologies de détection synchrone dans un système unique peut non seulement améliorer efficacement la précision de la détection, mais également réduire l'influence des signaux de fond, des fluctuations des instruments et d'autres facteurs sur les signaux obtenus", a déclaré Miao Peng, chercheur principal de l'étude. et aussi un scientifique du SIBEBT.

Plus précisément, la sonde A dans ce capteur est immobilisée à la surface de l'électrode via le groupe thiol marqué à sa borne 5'. En présence de cible, des doubles brins complets sont formés entre la cible et son domaine de liaison dans la sonde A.

Pendant ce temps, la région de la tige est ouverte et la région simple brin est libérée, ce qui est responsable de l'ouverture de la deuxième épingle à cheveux de la sonde B. Elle est préalablement conjuguée avec un nanopoint de carbone émissif rouge à travers la borne 3' NH₂ . Par la suite, la structure en épingle à cheveux de la sonde C est ouverte avec la région monocaténaire libérée de la sonde B.

De plus, la sonde C est capable de déplacer la séquence cible pour former une structure de jonction à trois voies complète. La cible est ainsi recyclée et assiste la formation de multiples jonctions à trois voies. Étant donné que d'abondantes molécules de bleu de méthylène à la borne 3' de la sonde C sont situées près de l'interface de l'électrode, une réponse électrochimique significative pourrait être enregistrée pour révéler la cible.

Le bras oscillant simple brin libéré formé par la borne 3 'de la sonde A et la borne 5' de la sonde B sur la jonction à trois voies agit comme la borne 3' de couplage DNAzyme de la sonde B sur la jonction à trois voies adjacente en tant que substrat. Une monocouche d'ADN structurée main dans la main est ainsi fabriquée.

Avec l'existence de Mg ²⁺ , la séquence de substrat peut être clivée et les nanopoints de carbone conjugués sont libérés dans la solution. "En mesurant l'augmentation de l'émission de fluorescence, le niveau cible d'origine peut également être évalué par la technique de fluorescence", a déclaré Miao.

Le calcul théorique et l'imagerie par électrophorèse sur gel ont confirmé la faisabilité de la réaction. Les nanopoints de carbone synthétisés ont une forte anti-interférence et peuvent maintenir une stabilité de fluorescence élevée dans l'environnement physiologique.

Grâce à une série d'optimisation des conditions et de tests quantitatifs, Miao et son équipe ont établi les courbes d'étalonnage linéaires des intensités électrochimiques/de fluorescence et de la concentration cible, qui peuvent atteindre une large plage linéaire de six ordres de grandeur.

Dans le même temps, le contenu de la cible peut également être facilement distingué par imagerie de fluorescence. Le capteur bimode développé dans ce travail est nouveau avec une sensibilité élevée et une forte évolutivité, ce qui peut fournir un outil puissant pour l'analyse des acides nucléiques et le diagnostic clinique.

Le capteur devrait être largement utilisé dans la recherche fondamentale, la détection environnementale, les essais cliniques et d'autres domaines.

Les résultats de l'étude ont été publiés dans le dernier numéro du Chemical Engineering Journal . + Explorer plus loin

Des scientifiques développent un nouveau biocapteur d'ADN tumoral circulant