基于纳米酶催化的比色微流控纸基分析装置，用于快速检测miRNA-21

《Systems Microbiology and Biomanufacturing》：Nanozyme-catalytic colorimetric microfluidic paper-based analytical device for rapid detection of miRNA-21

微流控纸基分析装置通过金铂核壳纳米颗粒催化四甲基苯胺氧化反应实现miRNA-21快速灵敏检测，线性范围1-2000 nmol/L，检测限0.25 nmol/L，智能手机成像结合Image J软件分析。

　　

摘要

微小RNA（miRNA）由于与肿瘤发生密切相关，已成为一种有前景的非侵入性且敏感的癌症诊断生物标志物。然而，由于其序列较短、家族成员间序列同源性较高以及在生物样本中的丰度较低，miRNA的准确检测仍然具有挑战性。为满足早期癌症诊断和临床预后监测的需求，本研究设计并制备了一种基于微流控技术的纸基分析装置（μPAD），用于定量检测miRNA-21。该装置利用纸基材料固有的多孔结构和易于功能化的特点，以及链霉亲和素和生物素之间的特异性结合，将微流控技术与具有过氧化物酶模拟活性的金-铂核壳纳米颗粒（Au@Pt NPs）结合在一起，实现了miRNA-21的快速、灵敏检测。在目标miRNA-21存在的情况下，它会优先与互补DNA（cDNA）杂交，从而竞争性地释放预先杂交的Au@Pt NPs-cDNA复合物。该复合物通过毛细作用迁移到检测区，在那里Au@Pt NPs催化无色3,3’，5,5’-四甲基联苯胺的氧化，生成深蓝色产物，将生物识别事件转化为可检测的光学信号。可以通过智能手机捕捉图像并使用免费的Image J软件分析灰度强度来方便地定量miRNA-21的浓度。在优化条件下，所提出的μPAD表现出1至2000 nmol/L的线性检测范围，检测限为0.25 nmol/L。该方法还具有良好的特异性，并已成功应用于人血清样本中miRNA-21的检测。这项工作提供了一种快速、简单且成本效益高的纸基平台，具有在早期癌症诊断中进行即时检测的巨大潜力。