Design of DNA nanostructure-based interfacial probes for the electrochemical detection of nucleic acids directly in whole blood.
Design of DNA nanostructure-based interfacial probes for the electrochemical detection of nucleic acids directly in whole blood.
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基于 DNA 纳米结构的界面探针设计，用于直接电化学检测全血中的核酸
DOI：
10.1039/c7sc04663d
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发表时间：
2018-01-28
期刊：
影响因子：
8.4
通讯作者：
Li G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li C;Hu X;Lu J;Mao X;Xiang Y;Shu Y;Li G
提出了一种新型的基于DNA纳米结构的电化学传感器（E-nanoDNA），用于流动样品中生物分子的一步无试剂检测。在这里，我们报告了一个强大的和敏感的DNA纳米结构为基础的电化学（E-nanoDNA）传感器，利用四面体DNA纳米结构（TDNs）作为界面探针检测生物分子在一个单步程序。在这项研究中，我们已经首次证明，使用TDNs可以显着抑制电化学背景信号相比，传统的线性DNA探针后，在TDNs的边缘引入碱基错配。在进一步优化TDNs中的两条功能链后，可以在皮摩尔范围内在不到10分钟内实现DNA的定量一步检测，并直接在复杂介质中进行。此外，这种生物传感器的基线漂移可以大大降低，即使在几个小时后，在流动的全血在体外，这表明该传感器具有潜在的被用于活体动物。此外，通过用适体或其他DNA元件取代功能链，这种E-nanoDNA传感器可以很容易地用于探测各种分析物，拓宽了所提出的传感器的应用范围。
A novel DNA nanostructure-based electrochemical (E-nanoDNA) sensor is proposed for one-step reagentless detection of biomolecules in flowing samples. Here we report a robust and sensitive DNA nanostructure-based electrochemical (E-nanoDNA) sensor that utilizes tetrahedral DNA nanostructures (TDNs) as an interfacial probe to detect biomolecules in a single-step procedure. In this study, we have firstly demonstrated that the use of TDNs can significantly suppress electrochemical background signals compared to traditional linear DNA probes upon introduction of base mismatches in the edges of TDNs. After further optimization of the two functional strands in the TDNs, quantitative, one-step detection of DNA can be achieved in the picomolar range in less than 10 min, and directly in complex media. Moreover, the baseline drift of this biosensor can be greatly decreased even after several hours in flowing whole blood in vitro, which suggests that the sensor holds potential to be employed in live animals. Furthermore, through replacing functional strands with aptamers or other DNA elements, this E-nanoDNA sensor can be easily used to probe various analytes, broadening the application range of the proposed sensor.
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