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利用时间门控荧光共振能量转移和杂交链式反应实现microRNA的简单、放大及多重检测

DOI:10.1021/acs.analchem.8b05600 期刊:Analytical Chemistry 出版年份:2019 更新时间:2025-09-22 18:47:58
摘要: 杂交链反应(HCR)是一种简单灵敏的核酸检测方法。现有方案无法将免洗涤传感模式与低浓度下的多重靶标定量相结合,而这对溶液内及原位检测均具有重要价值。本研究将铽供体与染料受体间的时间门控荧光共振能量转移(TG-FRET)集成于HCR体系中,实现了对microRNAs(miR-20a与miR-21)及其DNA模拟物的多重检测。HCR-TG-FRET无需洗涤即可实现核酸定量,检测限低至240阿摩尔(1.7 pM)microRNA和123阿摩尔(0.88 pM)DNA。对高同源microRNAs的有效区分展现了卓越的靶标特异性。通过单次测量、单一激发波长及单个FRET配对实现多重检测,可在同一样本中同步定量30 pM至300 pM范围内的miR-20a与miR-21。HCR-TG-FRET在含血清与不含血清样本中性能相当,且无需使用RNase抑制剂。该技术显著提升了现有HCR方法的简便性、灵敏度与多重检测能力。即使在复杂生物环境中,HCR-TG-FRET仍展现出卓越的诊断性能,为先进核酸生物传感提供了重要优势。
作者: Jiajia Guo,Carlos Mingoes,Xue Qiu,Niko Hildebrandt
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种基于时间门控荧光共振能量转移(FRET)和杂交链式反应(HCR)的简单、放大且多重检测微小RNA的方法,通过实现免洗涤传感、高灵敏度和多重检测能力来改进现有HCR技术。

HCR-TG-FRET技术通过结合无酶扩增与免洗涤、高灵敏度及多重检测能力,显著提升了核酸检测性能。该技术可实现低至阿摩尔级的检测限,对同源miRNA具有高特异性,并在无需RNase抑制剂的生物样本中保持有效检测。这一方法为先进生物传感应用提供了多功能且强大的工具,未来还具有进一步提升多重检测的潜力。

该方法在缺乏额外光谱区分的情况下,对两个以上目标进行高阶复用可能存在局限性,且由于灵敏度差异,miR-21定量的准确性略低。潜在优化方案可能包括增加发夹浓度以扩大动态范围,并提高某些目标的检测精度。

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