Imaging Endogenous Metal Ions in Living Cells Using a DNAzyme-Catalytic Hairpin Assembly Probe.
Imaging Endogenous Metal Ions in Living Cells Using a DNAzyme-Catalytic Hairpin Assembly Probe.
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DOI：
10.1002/anie.201703540
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发表时间：
2017-07-17
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lu Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu Z;Fan H;Satyavolu NSR;Wang W;Lake R;Jiang JH;Lu Y
DNAzyme 已被证明是一种有前途的金属离子检测平台，并且据报道，一些基于 DNAzyme 的传感器可以检测细胞内的金属离子。然而，这些方法需要金属离子的流入以增加其检测浓度。为了解决这个主要问题，我们在此报告了催化发夹组装（CHA）反应的设计，以放大来自光笼Na+特异性DNAzyme的信号，以检测细胞内的内源Na+。在光激活和 Na+ 存在的情况下，NaA43 DNAzyme 裂解底物链并释放引发剂 DNA，从而触发随后的 CHA 扩增反应。这种策略可以检测细胞内的内源性 Na+，这已通过单个细胞的荧光成像和整个细胞群的流式细胞术得到证实。该方法可普遍应用于检测其他内源金属离子，从而有助于更深入地了解金属离子在生物系统中的作用。 DNAzyme 催化发夹组装 (DzCHA) 探针：我们设计了催化发夹组装 (CHA) 反应，以放大来自光笼 Na+ 特异性 DNAzyme 裂解的信号，以检测细胞内的内源 Na+。在光激活和 Na+ 存在的情况下，NaA43 DNAzyme 裂解底物链并释放可触发 CHA 信号放大反应的引发剂 DNA。
DNAzymes have been shown as a promising platform for metal ions detection and a few DNAzyme-based sensors have been reported to detect metal ions inside cells. However, these methods required an influx of metal ions to increase their concentrations for detection. To address this major issue, we herein report the design of a catalytic hairpin assembly (CHA) reaction to amplify the signal from photocaged Na+-specific DNAzyme to detect endogenous Na+ inside cells. Upon light activation and in the presence of Na+, NaA43 DNAzymes cleave the substrate strands and release initiator DNA that trigger the followed CHA amplification reaction. This strategy has allowed detection of endogenous Na+ inside cells, which has been demonstrated by both fluorescent imaging of individual cells and flow cytometry of the whole cell population. This method can be generally applied to detect other endogenous metal ions and thus contribute to deeper understanding of the role of metal ions in biological systems. DNAzyme-Catalytic Hairpin Assembly (DzCHA) Probe: we designed a catalytic hairpin assembly (CHA) reaction to amplify the signal from photocaged Na+-specific DNAzyme cleavage to detect endogenous Na+ inside cells. Upon light activation and in the presence of Na+, NaA43 DNAzymes cleave the substrate strands and release initiator DNA that can trigger the CHA signal amplification reaction.
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