31. Okt. 2023 (Nanowerk-Neuigkeiten) microRNAs (miRNAs) sind kleine nichtkodierende RNA-Moleküle, die eine wichtige Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten verschiedener Krebsarten spielen und daher als Biomarker gelten. Der Nachweis von miRNAs ist für die Frühdiagnostik und Prognose von entscheidender Bedeutung. Herkömmliche Nachweisstrategien für miRNAs standen jedoch aufgrund ihrer intrinsischen Eigenschaften wie geringer Größe, kurzer Sequenzlänge, niedriger Konzentration und hoher Sequenzhomologie in komplexen realen Proben vor dieser Herausforderung.

Key Take Away

Ein Forschungsteam am Shenzhen Institute of Advanced Technology hat einen hochempfindlichen Biosensor entwickelt, der die Erkennung von miRNAs, Molekülen, die für die Krebsdiagnostik wichtig sind, deutlich verbessert.

Der neue Biosensor nutzt MXene-Nanoblätter, um Oberflächenplasmonresonanzsignale zu verstärken, eine Nachweisgrenze von nur 10 fM zu erreichen und zwischen eng verwandten miRNA-Sequenzen zu unterscheiden.

Die Technologie ist vielversprechend für klinische Anwendungen und kann miRNAs in komplexen Medien wie unverdünntem Humanserum ohne Empfindlichkeitsverlust nachweisen.

Schematische Darstellung des miRNA-Detektionsschemas basierend auf der Messung der phaseninduzierten lateralen Verschiebung. Eingefügte Abbildung (a) Sensormechanismus basierend auf einer scharfen Phasenänderung. (b) Wahrnehmungssignal bei miRNA-Injektion. (Bild: SIAT)

Das Forschungs

Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. YANG Hui am Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat einen hochempfindlichen MXene-verstärkten plasmonischen Biosensor für den markierungsfreien Nachweis von miRNA in Echtzeit vorgeschlagen. Die Studie wurde im Open Access veröffentlicht Nanophotonik („Hochempfindlicher, markierungsfreier miRNA-21-Nachweis basierend auf MXene-verstärkter Messung der plasmonischen lateralen Verschiebung“). Die Forscher nutzten effektiv die einzigartigen Eigenschaften von MXene um die Erfassungsleistung von Oberflächenplasmonenresonanzsensoren (SPR) zu verbessern. Durch Aufschleudern einer dünnen Schicht aus MXene-Nanoblättern auf das plasmonische Substrat kann das Reflexionsvermögen deutlich reduziert werden, was zu einer scharfen Phasenänderung im SPR-Winkel führt. Die scharfe Phasenänderung induziert dann ein großes seitliches Verschiebungssignal, was die Nachweisempfindlichkeit erheblich erhöht. Mithilfe dieses Biosensor-Ansatzes realisierten die Forscher den hochempfindlichen Nachweis von Ziel-miRNA mit einer Nachweisgrenze von nur 10 fM. Noch wichtiger ist, dass das Erkennungssignal die einfache Unterscheidung der Ziel-miRNA von der miRNA mit Einzelbasenfehlpaarung ermöglicht. Darüber hinaus demonstriert dieser plasmonische Biosensor die Fähigkeit, miRNAs in komplexen Medien wie unverdünnten menschlichen Serumproben nachzuweisen, ohne die Nachweisempfindlichkeit zu beeinträchtigen. „Unsere Biosensorik-Technik stellt ein vielversprechendes Werkzeug für den effektiven Nachweis von miRNA dar und könnte sich zu einer Plattform zum Nachweis einer breiten Klasse von Nanoobjekten entwickeln, wie zum Beispiel vieler anderer Tumorbiomarker in der klinischen Diagnose, viraler Partikel oder zur Überwachung von Synthese- und Aggregationsprozessen.“ auf molekularer Ebene“, sagte Prof. YANG.

• SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
• PlatoData.Network Vertikale generative KI. Motiviere dich selbst. Hier zugreifen.
• PlatoAiStream. Web3-Intelligenz. Wissen verstärkt. Hier zugreifen.
• PlatoESG. Kohlenstoff, CleanTech, Energie, Umwelt, Solar, Abfallwirtschaft. Hier zugreifen.
• PlatoHealth. Informationen zu Biotechnologie und klinischen Studien. Hier zugreifen.
• Quelle: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63971.php