Pesquisadores do Instituto de Engenharia e Tecnologia Biomédica de Suzhou (SIBET) da Academia Chinesa de Ciências propuseram recentemente uma estratégia de montagem de DNA estruturada lado a lado e desenvolveram um biossensor eletroquímico/fluorescente de modo duplo para o DNA de tumor circulante baseado em azul de metileno e nanopontos de carbono emissores de vermelho.
O novo sensor, combina as características de sensores eletroquímicos e fluorescentes, cujas fontes de sinal e métodos de construção costumam ser bem diferentes, segundo os pesquisadores.

E o sensor eletroquímico é um método qualitativo ou quantitativo baseado na correlação entre a mudança do sinal elétrico causada pelo alvo e a concentração ou outros parâmetros físicos. Um sensor de fluorescência é um método de detecção qualitativa ou quantitativa pela transmissão de uma combinação específica de alvo e elemento de reconhecimento para o elemento de fluorescência, causando a alteração da intensidade de fluorescência ou comprimento de onda de emissão.

"Integrar as duas tecnologias para detecção síncrona em um sistema único pode não apenas melhorar efetivamente a precisão da detecção, mas também reduzir a influência de sinais de fundo, flutuações de instrumentos e outros fatores nos sinais obtidos", disse Miao Peng, pesquisador principal do estudo. e também cientista do SIBEBT.

Especificamente, a Sonda A neste sensor é imobilizada na superfície do eletrodo através do grupo tiol marcado em seu terminal 5'. Na presença do alvo, fitas duplas completas são formadas entre o alvo e seu domínio de ligação na Sonda A.

Enquanto isso, a região da haste é aberta e a região de fita simples é liberada, responsável por abrir o segundo grampo da Sonda B. Ela é previamente conjugada com nanoponto de carbono emissor vermelho através do terminal 3' NH₂ . Subsequentemente, a estrutura em gancho da Sonda C é aberta com a região de fita simples liberada da Sonda B.

Além disso, a sonda C é capaz de deslocar a sequência alvo para formar uma estrutura de junção de três vias completa. O alvo é assim reciclado e auxilia na formação de múltiplas junções de três vias. Uma vez que as moléculas de azul de metileno abundantes no terminal 3' da Sonda C estão localizadas perto da interface do eletrodo, uma resposta eletroquímica significativa pode ser registrada para revelar o alvo.

O braço oscilante de fita simples liberado formado pelo terminal 3' da Sonda A e o terminal 5' da Sonda B na junção de três vias atua como o terminal 3' de acoplamento de DNAzyme da Sonda B na junção de três vias adjacente como o substrato. A monocamada de DNA estruturada de mão em mão é assim fabricada.

Com a existência de Mg ²⁺ , a sequência de substrato pode ser clivada e os nanopontos de carbono conjugados são liberados na solução. "Ao medir o aumento da emissão de fluorescência, o nível alvo original também pode ser avaliado pela técnica de fluorescência", disse Miao.

Cálculo teórico e imagem de eletroforese em gel confirmaram a viabilidade da reação. Os nanopontos de carbono sintetizados têm forte anti-interferência e podem manter alta estabilidade de fluorescência no ambiente fisiológico.

Por meio de uma série de otimização de condições e testes quantitativos, Miao e sua equipe estabeleceram as curvas de calibração linear de intensidades eletroquímicas/fluorescência e concentração alvo, que podem atingir uma ampla faixa linear de seis ordens de magnitude.

Ao mesmo tempo, o conteúdo do alvo também pode ser facilmente distinguido por imagens de fluorescência. O sensor de modo duplo desenvolvido neste trabalho é novo com alta sensibilidade e forte escalabilidade, o que pode fornecer uma ferramenta poderosa para análise de ácidos nucleicos e diagnóstico clínico.

Espera-se que o sensor seja amplamente utilizado em pesquisa básica, detecção ambiental, ensaios clínicos e outros campos.

Os resultados do estudo foram publicados na última edição do Chemical Engineering Journal . + Explorar mais

Cientistas desenvolvem novo biossensor de DNA de tumor circulante