Dual-Signal Mode Ratiometric Photoelectrochemical Sensor Based on G-Quadruplex Hole Transport for Rapid and Sensitive Detection of miRNA-210

化学 信号(编程语言) G-四倍体 光电流 DNA 检出限 纳米技术 光电子学 色谱法 生物化学 材料科学 计算机科学 物理 程序设计语言
作者
Jing Li,Cheng Chen,Fang Luo,Cuiying Lin,Zhenyu Lin,Jian Wang,Bin Qiu
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:95 (48): 17670-17678 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.3c03447
摘要

For rapid and sensitive detection of miRNA-210, which is important for improving the reliability of clinical diagnosis of breast cancer, a dual-signal mode ratiometric photoelectrochemical (PEC) sensor based on a Au/GaN photoanode is proposed. First, a DNA probe was designed that could complement the target miRNA-210. Then, another G-rich DNA sequence was designed to mismatch the probe and form a double-stranded DNA (dsDNA). Upon addition of the target, the dsDNA unwinds from its binding site and releases G-rich single-stranded DNA. In the presence of Mg2+ and K+, this single-stranded DNA molecule spontaneously forms a G-quadruplex structure, facilitating the rapid transport of photogenerated holes, thereby increasing the photocurrent response of Au/GaN and enabling sensitive label-free detection of miRNA-210. By control of different pH values, a response signal was generated at pH 8, while a reference signal was produced at pH 5. The designed PEC system shows a high potential for the development of miRNA-210 detection. Ultimately, the response signal-to-reference signal ratio was used as the variable, and a broad linear span ranging from 10 fM to 1 nM (R2 = 0.993) has been exhibited, with a detection threshold of 3 fM (S/N = 3). The designed PEC platform shows potential for the development of other disease markers.
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