MXene-усиленный плазмонный сенсор для ультрачувствительного детектирования miRNA без меток

Исследовательская группа под руководством профессора Ян Хуи из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук предложила ультрачувствительный MXene-усиленный плазмонный биосенсор для детектирования микроРНК (miRNA) в реальном времени и без меток.

Исследование было опубликовано в Nanophotonics 11 октября.

Как небольшие некодирующие молекулы РНК, miRNA играют важную роль в развитии и прогрессировании различных типов рака. Их детектирование значимо для ранней диагностики и прогноза, поскольку они могут выступать в качестве биомаркеров.

Однако из-за их внутренних характеристик, таких как малый размер, короткая длина последовательности, низкие уровни концентрации и высокая гомология последовательностей в сложных реальных образцах, традиционные стратегии детектирования miRNA являются сложными.

В этом исследовании ученые обнаружили, что отражательная способность плазмонной подложки может быть значительно снижена путем нанесения тонкого слоя нанолистов MXene методом центрифугирования, что приводит к резкому фазовому изменению при угле поверхностного плазмонного резонанса. Это резкое фазовое изменение, в свою очередь, индуцирует большой сигнал бокового смещения и повышает чувствительность детектирования.

На основе этого подхода к биосенсингу исследователи реализовали ультрачувствительное детектирование целевой miRNA с пределом обнаружения всего 10 фМ. Сенсорный сигнал позволил легко отличить целевую miRNA от miRNA с однонуклеотидным несоответствием.

Кроме того, этот плазмонный биосенсор продемонстрировал способность детектировать miRNA в сложных средах, таких как неразбавленные образцы человеческой сыворотки, без потери чувствительности обнаружения.

«Наша технология биосенсинга предоставляет перспективный инструмент для эффективного обнаружения miRNA. Она может развиться в платформу для детектирования широкого класса нанообъектов, таких как многие другие опухолевые биомаркеры в клинической диагностике и вирусные частицы», — сказал профессор Ян.