Detection of Pancreatic Cancer miRNA with Biocompatible Nitrogen-Doped Graphene Quantum Dots.
Detection of Pancreatic Cancer miRNA with Biocompatible Nitrogen-Doped Graphene Quantum Dots.
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DOI：
10.3390/ma15165760
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发表时间：
2022-08-20
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早期胰腺癌的检测仍然具有挑战性，导致患者的五年生存率很低。这一障碍需要开发基于新技术和材料的早期检测方法。在这项工作中，使用生物相容性氮掺杂石墨烯量子点（NGQD）的荧光特性检测特定胰腺癌衍生的miRNA（pre-miR-132）的存在，NGQD是使用自下而上的方法从单一葡萄糖胺前体合成的。传感器平台由带轻微正电荷（1.14 ± 0.36 mV）的NGQD组成，NGQD通过堆叠和/或静电相互作用与带负电荷（−22.4 ± 6.00 mV）的诱饵ssDNA结合;它们一起形成平均尺寸为20 nm的复合物。由于诱饵-靶标互补性，NGQD的荧光区分特定的单链DNA序列，以微摩尔范围内的灵敏度将它们与随机对照序列区分开。此外，这种靶向性还可以检测前-miR-132的茎和环部分，增加了生物传感器的实用性。这种非侵入性方法允许癌症特异性miRNA检测，以促进各种形式癌症的早期诊断。
Early-stage pancreatic cancer remains challenging to detect, leading to a poor five-year patient survival rate. This obstacle necessitates the development of early detection approaches based on novel technologies and materials. In this work, the presence of a specific pancreatic cancer-derived miRNA (pre-miR-132) is detected using the fluorescence properties of biocompatible nitrogen-doped graphene quantum dots (NGQDs) synthesized using a bottom-up approach from a single glucosamine precursor. The sensor platform is comprised of slightly positively charged (1.14 0.36 mV) NGQDs bound via stacking and/or electrostatic interactions to the negatively charged (−22.4 6.00 mV) bait ssDNA; together, they form a complex with a 20 nm average size. The NGQDs’ fluorescence distinguishes specific single-stranded DNA sequences due to bait–target complementarity, discriminating them from random control sequences with sensitivity in the micromolar range. Furthermore, this targetability can also detect the stem and loop portions of pre-miR-132, adding to the practicality of the biosensor. This non-invasive approach allows cancer-specific miRNA detection to facilitate early diagnosis of various forms of cancer.
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